Во время максимумов солнечной активности на поверхности нашего светила появляются внешне безобидные потемнения - солнечные пятна, отмечающие зоны, где интенсивность магнитного поля повышена. Рано или поздно избыточная магнитная энергия выделяется взрывным образом над пятнами во время солнечных бурь, порождая всплески рентгеновского излучения - солнечные вспышки, потоки солнечных космических лучей и выбрасывая огромные массы солнечного вещества - магнитные облака, увлекаемые затем солнечным ветром в межпланетное пространство. Если Земля оказывается на пути такого облака, начинается магнитная буря. Ее питает энергия, которая выделяется при "пересоединении" - аннигиляции противоположно направленных магнитных полей Земли и облака. Часть этой энергии расходуется на колебания геомагнитного поля и полярные сияния у поверхности Земли. Бури негативно влияют и на работу технических систем, и на здоровье людей (см. "Наука и жизнь" ++ 7 и 10 за 2001 г). Например, 19 июля 2000 года над небольшой группой пятен, сфотографированных в видимом диапазоне (слева), на самом деле находился огромный (рядом приведен для сравнения диск Земли) и фантастически красивый выброс горячей плазмы (справа). В этот раз земной магнитной бури не произошло: облако было слишком мало, чтобы преодолеть притяжение Солнца и улететь в межпланетное пространство. Снимок сделан в рентгеновском диапазоне с космического аппарата TRACE, США.

Ответ на вопрос: каким будет следующий солнечный цикл? - служит предметом долговременного солнечного прогноза. Поскольку число Вольфа (пропорциональное числу солнечных пятен) фактически является единственной независимой характеристикой солнечной активности, исследователи пытаются определить высоту и время следующего максимума, изучая форму предыдущих циклов. Пять лет назад прогнозировалось наступление к 2000 году "возможно, самого большого в истории максимума" со средним числом Вольфа более 160 (слева). Как мы сейчас уже знаем, высота сглаженного максимума не превысила 120 (справа), то есть была ниже, чем у двух предыдущих циклов. Мало того, текущий цикл оказался еще и двуглавым. Пунктирными линиями на правом рисунке показан коридор для ожидаемого в ближайшие годы хода солнечной активности.

Ожидаемые среднесуточные величины геомагнитного индекса Ар содержатся в 27- и 45-дневных прогнозах геомагнитной активности. Например, содержание прогноза на период с 13 марта по 16 апреля 2001 года показано на графике синей линией. Хотя предполагалось, что геомагнитная обстановка будет слабовозмущенной (Ар в пределах 20), на самом деле за эти дни произошло восемь сильных магнитных бурь, две из которых были действительно выдающимися (красная линия). К сожалению, такой низкий уровень совпадений типичен для подобных прогнозов.

Схема краткосрочного геомагнитного прогноза на примере магнитной бури 23 - 24 ноября 2001 года. Солнечная вспышка класса Х1 была зарегистрирована в рентгеновских лучах спутником GOES-12 22 ноября приблизительно в 22 часа по Гринвичу. Положение вспышки на солнечном диске позволяло ожидать магнитную бурю на Земле через двое-трое суток. Фактически магнитное облако, испущенное при вспышке, преодолело расстояние от Земли до Солнца со средней скоростью более 1500 км/с за 35 часов - к 3 часам утра 24 ноября. Магнитная буря длилась весь день 24 ноября и характеризовалась значениями индекса Кр вплоть до 9. Космический аппарат, находящийся в точке либрации, предупредил о подходе облака за 30 минут до его соприкосновения с Землей.