Je piatok, 13. marca 2009. Slnko je takmer týždeň bez jedinej škvrny a tá drobná predchádzajúca, ktorá dva dni vytvárala malú pehu na žiarivej slnečnej tvári patrila ešte uplynulému, 23. cyklu. V dobe, keď podľa vedeckých predpovedí spred troch rokov, založených na sofistikovaných štatistikách, teóriách, meraniach a výpočtoch malo Slnko už dávno vytrvalo zvyšovať svoju aktivitu, aby o dva -tri roky stihlo to predpokladané extrémne maximum. Vydajme sa po stopách jednej z najmedializovanejších a vraj najerudovanejších predpovedí z dielne NASA.

 
Práve pred troma rokmi - marec 2006: Slnko už odpočíva vo fáze minimálnej aktivity a v médiách sa objavuje zaujímavá predpoveď  priamo z NASA: ďalší, 24. slnečný cyklus bude tým najaktívnejším za uplynulých 50 rokov. Podľa fyzikov, zaoberajúcich sa vzťahmi Slnko – Zem, Mausumi Dikpatiho z amerického Národného centra pre výskum atmosféry (NCAR), Davida Hathawaya a Roberta Wilsona z Národného vesmírneho vedecko-technického centra NASA bude v rokoch 2010 až 2011 oscilovať maximálne číslo slnečných škvŕn okolo hodnoty 160 (čo neznamená, že na Slnku bude 160 škvŕn v jednom okamihu – pozri vysvetlenie v závere článku o spôsobe výpočtu čísla slnečných škvŕn).

O rok neskôr, apríl 2007: Americká NOAA  (National Oceanic and Atmospheric Administration) verejnosti oznamuje, že podľa aktualizovaných predpovedí dosiahne slnečná aktivita 24. cyklu svoje maximum približne v auguste 2011 s priemerným číslom slnečných škvŕn okolo 140 (R=140). David L. Johnson, riaditeľ NOAA priznáva, že pri poskytovaní dlhodobej predpovede predbiehajú ranný vývoj nového odboru, zaoberajúceho sa kozmickou klímou.  

Rok 2009, teda o ďalšie dva roky neskôr: Začiatkom tohtoročného marca sa objavuje ďalšia správa Oddelenia fyziky Slnka Marshallovho centra pre vesmírne lety NASA  vysvetľujúca ťažko stráviteľným spôsobom, prečo doterajšie predpovede vlastne nič nepredpovedajú. Konkrétne údaje sú už len v hypertextových odkazoch, z ktorých vyplýva, že slnečná aktivita by už od marca mala začať stúpať a kulminovať na maxime na prelome rokov 2012 a 2013 s číslom slnečných škvŕn okolo 128.
Nie je nezaujímavé to porovnať s aktuálnou predpoveďou zo stránky Australian Space Weather Agency , ktorá prognózuje minimum slnečnej aktivity na budúci mesiac a to maximum až v druhej polovici roku 2013 (september – október) s číslom slnečných škvŕn okolo 134.
Pre porovnanie sa patrí dodať, že predchádzajúci 23. cyklus kulminoval v rokoch 2000 a 2001 s mesačným priemerným číslom slnečných škvŕn okolo 100 až 130 (v auguste 2000 až 170). Predpovede teda posúvajú nielen dobu slnečného maxima, ale znižujú aj jeho amplitúdu. Akosi sa postupne približujú normálu.

Hovorí sa, že je lepšie raz vidieť, ako sto krát počuť. Séria obrázkov a animácií znázorňuje zmeny v predpovediach z dielne NASA (autor David Hathaway z National Space Science & Technology Center) lepšie ako tisíc slov:

Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek
Predpoveď z roku 2006	Predpoveď z roku 2008	Predpoveď z roku 2009

Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek
Animované porovnanie predpovede z marca 2006 a júna 2008	Animovaný obrázok , ktorý znázorňuje, ako sa postupe menila predpoveď charakteru nasledujúceho slnečného cyklu medzi marcom 2004 a októbrom 2008. Kredit:  Dr. David H. Hathaway, animácia Michael Ronayne, zdroj Wikipedia.

Miera porušenosti geomagnetického poľa počas predchádzajúceho cyklu ako prekurzor charakteru toho nasledujúceho cyklu slnečnej aktivity? 

Text najnovšej marcovej správy začína slovami: „Predpovedať charakter cyklu slnečných škvŕn je dostatočne spoľahlivé až keď sa cyklus už dostatočne rozbehol." V rozpore s tým však predpovede z roku 2006 boli založené na tajomnej závislosti medzi geomagnetickým poľom počas uplynulého 23. cyklu a charakterom slnečnej aktivity počas nastávajúceho 24. cyklu. Merania geomagnetického poľa v predchádzajúcich rokoch sa však už nezmenia, predpovede na nich založené áno. David Hathaway a Robert Wilson, autori spomínaných predikcií v záveroch svojich prác v roku 2006 uvádzajú: "Geomagnetická aktivita v rokoch, ktoré predchádzali minimu slnečného cyklu poskytuje spoľahlivý odhad amplitúdy maxima slnečnej aktivity v nasledujúcom cykle. Vrchol tejto medziplanetárnej zložky geomagnetickej aktivity sa zvyčajne objavuje 2 až 3 roky pred minimom. (Posledné) maximum tejto zložky geomagnetickej aktivity koncom roku 2003 napovedá, že (budúci) 24 cyklus bude porovnateľný s cyklami 21 a 22 s maximálnym počtom slnečných škvŕn 160± 30." – zdroj: poster Geomagnetic activity indicates large amplitude for sunspot cycle 24.  
Je to prekvapujúca prognóza, pretože práve Slnko a jeho činnosť ovplyvňuje geomagnetické pole, spätná väzba, navyše po niekoľkoročnom odstupe je na prvý pohľad zarážajúca až absurdná. Štatisticky zistenú súvislosť medzi týmito javmi ako prvý publikoval v roku 1966 ruský geofyzik A. I. Ohl. Hathaway a Wilson na vysvetlenie uvádzajú: „Index geomagnetickej aktivity IHV (interhourly variability index of geomagnetic activity) sa dá rozložiť na dve zložky. Jednu, ktorá je spätá so slnečnými erupciami, protuberanciami a výronmi koronálnej hmoty, ktoré kopírujú cyklus slnečnej aktivity. Druhá zložka je zviazaná s nepretržitým vysokorýchlostným prúdom ionizovaných častíc slnečného vetra a nie je vo fáze s cyklom slnečnej aktivity. Často vrcholí pred nástupom minima slnečnej aktivity a charakter tohto zvýšenia je jedným z najdôveryhodnejších indikátorov pre amplitúdu nasledujúceho slnečného maxima.“ Ešte v závere roku 2006 sa v správe NASA uvádza, že táto metóda poskytuje 94 percentnú predpoveď v 6-ročnom predstihu. Hathaway však na margo súvisu medzi porušenosťou geomagnetického poľa a charakterom nasledujúceho maxima slnečného cyklu priznáva: „Nevieme, prečo to funguje. Fyzika, ktorá tvorí pozadie je záhadou. Ale ono to funguje.“  Dnes by možno už volil opatrnejšie vyjadrenie.

IHV index, ktorý charakterizuje mieru porušenosti geomagnetického poľa (jeho „medzihodinové“ variácie) je vraj spoľahlivým indikátorom pre predpoveď charakteru maxima slnečnej aktivity počas nasledujúceho cyklu. IHV index sa počíta od roku 1868 a v súčasnosti sa určuje z nameraných aktuálnych údajov o geomagnetickom poli na dvoch protiľahlých miestach na Zemi – v Anglicku a v Austrálii.

Výsledkom metódy, založenej na porovnávaní predchádzajúcej geomagnetickej aktivity a nasledujúceho slnečného maxima boli v roku 2006 tieto odvážne predpovede pre 24. a dokonca aj pre 25. cyklus až do roku 2040. Dnešná predpovedná krivka má už iný tvar. Možno pravdepodobnejší. Rozhodne o tom samotné Slnko.

Čo to znamená, keď sa povie „číslo slnečných škvŕn“ (International Sunspot Number)

V roku 1848 švajčiarsky astronóm Johann Rudolph Wolf zaviedol každodenné pozorovanie počtu slnečných škvŕn. Doposiaľ sa jeho metóda používa na klasifikáciu slnečnej aktivity na práve viditeľnej strane Slnka. Okrem počtu škvŕn metóda zohľadňuje aj počet skupín, ktoré  škvrny vytvárajú (ak vyvtvárajú). V praxi pozorovateľ na observatóriu vynásobí desiatimi počet skupín, ktoré vidí a výsledok pripočíta k počtu škvŕn, ktoré sa mu podarilo identifikovať.

R = k x (10g+s)
R je Wolfovo číslo – číslo slnečných škvŕn, k (zvyčajne menšie než 1) je faktor, ktorý zohľadňujúce najmä technické podmienky daného pozorovania (príslušného observatória), g – počet slnečných skupín a  s – počet slnečných škvŕn. 
Takže napríklad R = 120 neznamená, že na Slnku je práve viditeľných 120 škvŕn.

Najmä kvôli zachovaniu dlhodobého kontinua a možnosti porovnávať sa tento výpočet používa dodnes. V súčasnosti sú údaje zo siete asi 25tich observatórií roztrúsených po celej zemeguli vyhodnocované v Belgicku, v Centre pre analýzu údajov slnečných vplyvov (Solar Influences Data Analysis Center). Výsledkom je najčastejšie používané medzinárodné číslo slnečných škvŕn - International Sunspot Numbers Ri. Samozrejme, že v dnešnej dobe moderných teleskopov a pozorovacích družíc je táto metóda podstatne presnejšia, nezávislejšia od ľudského faktoru. V minulosti to však tak jednoznačné nebolo, výpočet závisel od skúsenosti pozorovateľa, od jeho rozhodovania pri interpretácii a od stability zemskej atmosféry v mieste pozorovania. V 20. storočí sa rapídne menil nielen počet pozorovacích miest (slnečných observatórií), ale najmä technické vybavenie. Nad družicami, ktoré z obežnej dráhy neustále monitorujú Slnko s neuveriteľným rozlíšením a v rôznych oblastiach spektra nenastane noc, ani sa nezamračí. Na povrch našej hviezdy sa dnes pozeráme oveľa ostrejším a ničím nezatemneným zrakom. Napokon nasledujúci graf mesačných priemerov čísla slnečných škvŕn prezrádza, že ešte v polovici 19. storočia nie sú záznamy čísla R kompletné – horná časť grafu (čierna bodka – údaje kompletné za celý mesiac, zelená - chýba 1 až 10 dní, žltá – chýba 11 až 20 dní, červená - chýba viac ako 20 dní): 

Z grafu je zjavné, že krivka v 18. a na začiatku 19. storočia vznikla rekonštrukciou historických záznamov, veľmi výrazne postihnutých nedostatkom údajov. K tomu len malú zlomyseľnú poznámku – tak často v poslednej dobe spomínané Maunderovo minimum, ktoré je späté s takzvanou malou dobou ľadovou, spadá do obdobia druhej polovice 17. storočia a začiatku 18. storočia  (asi 1645 až 1715). Nakoľko spoľahlivé sú historické záznamy o slnečnej aktivite z tých dôb? Nepochybne bolo chladnejšie – aspoň v Európe. Vo Francúzsku práve panoval Kráľ Slnko – Ľudovít XIV. ( 1638 –1715) podľa hesla „Štát som ja“. Aj keď oslabil krajinu vojnami so Španielskom, Nizozemskom a štátmi Augsburgskej ligy, či bojmi o kolónie, zanechal po sebe veľký, zmodernizovaný štát, ktorý bol vzorom pre mnohých európskych panovníkov. V tejto dobe Francúzsko postavilo pod vedením maršala, markíza Sébastiena Le Prestre de Vaubana obdivuhodný systém vojenských opevnení. Nebolo však nikoho, kto by Kráľa Slnko varoval pred katastrofickým globálnym ochladzovaním... ale na túto tému je v súčasnosti asi lepšie mlčať.

  
Číslo slnečných škvŕn počas Maunderovho minima – rekonštrukcia historických záznamov
Zdroj: Wikipedia

Zvětšit obrázek

Obrázok vpravo - porovnanie fáz jednotlivých cyklov slnečnej aktivity s ročnými priemermi globálnych teplotných anomálií (t.j. odchýlok od stanovenej referenčnej hodnoty) na povrchu súše, oceánu a ich skombinovaná hodnota. Vysvetlenie a komentáre nepodávame... 

"Do not put your faith in what statistics say until you have carefully considered what they do not say. " (Nevkladaj dôveru do toho, čo štatistiky tvrdia, kým starostlivo nezvážiš to, čo netvrdia)  William W. Watt