NOAA:s norrskensprognos förklarad: så läser du den

Nästan alla norrskensappar, webbplatser och inlägg på sociala medier citerar i slutändan NOAA. Space Weather Prediction Center, som är en del av US National Weather Service, publicerar öppet de rymdväderdata som resten av branschen bygger på. Därför behandlas ”NOAA-prognosen” som en enda siffra, trots att det i själva verket handlar om flera produkter som besvarar olika frågor på olika tidsskalor. Den här guiden förklarar vad varje produkt är och var dess begränsningar går. AuroraMe är oberoende och varken anslutet till eller godkänt av NOAA.

Norrskenskartan för 30 minuter: OVATION

Bilden de flesta menar när de säger ”NOAA:s norrskensprognos” är norrskenskartan för 30 minuter. Den visar en modellerad norrskensoval över vartdera halvklotet, färglagd efter den norrskensintensitet modellen förväntar sig, tillsammans med en linje som markerar hur långt från polen norrskenet kan synas vid horisonten under klar, mörk himmel.

Den bygger på OVATION, en empirisk modell som omvandlar rådande solvindförhållanden till en uppskattning av norrskensenergin och var den avsätts. Indata mäts av rymdfarkoster vid L1-punkten, ungefär 1.5 miljoner kilometer i riktning mot solen. Det tar solvinden omkring 30 till 90 minuter att färdas den sträckan, och den restiden utgör produktens framförhållning – NOAA namnger produkten efter den kortare delen av intervallet och beskriver den som en prognos för 30 till 90 minuter.

Vad den visar

• Om ovalen just nu expanderar mot lägre latituder och på vilken sida av planeten
• Ungefär hur starkt norrskenet är enligt modellen, vilket hänger samman med hur långt mot ekvatorn det kan synas
• Ett omedelbart svar på frågan ”händer det något just nu?”, snabbare än något tretimmarsindex kan ge

Vad den inte visar

• Om himlen är klar där du befinner dig. Moln syns inte i den här produkten och sätter stopp för fler norrskensförsök än lågt Kp gör.
• Om det är mörkt där du är, eller hur mycket månsken som dränker ett svagt norrsken
• Något om när substormar inträffar. Ovalen ljusnar och bleknar i utbrott som varar i några minuter; en enskild bildruta är en ögonblicksbild, inte ett löfte om den kommande timmen.

Läs den som en nulägesprognos för position och styrka och besvara sedan de lokala frågorna separat – vår guide till kartlager går igenom hur du läser lager för moln, mörker och ljusföroreningar tillsammans med en oval som den här.

3-dygnsprognosen och 27-dygnsutsikterna

3-dygnsprognosen utfärdas var 12:e timme och förutsäger det planetära K-indexet för varje tretimmarsintervall under de kommande tre dygnen, tillsammans med sannolikheter för geomagnetiska stormar, radiostörningar och solstrålningshändelser. Det här är produkten att använda för planering: det är den enda NOAA-produkten som kan säga om det är värt att satsa på fredagskvällen.

Prognosens träffsäkerhet varierar av naturliga skäl. En prognos som följer en observerad koronal massutkastning har en fysisk grund för dagen då störningen väntas anlända; en prognos flera dagar framåt, när inget är på väg, ligger närmare klimatologi. Se ett förutsagt Kp för morgondagskvällen som en verklig signal och samma siffra för dag tre som en fingervisning. De separata 27-dygnsutsikterna bygger på solrotation: solen roterar på ungefär 27 dagar, så ett område som nyligen orsakat en storm kan åter vara vänt mot jorden en månad senare.

NOAA utfärdar också bevakningar, varningar och larm: en bevakning när en störning väntas, en varning när den verkar nära förestående och ett larm när en tröskel faktiskt har passerats. Det är larmen som utlöses när något verkligen händer.

Det planetära K-indexet

Kp är ett globalt index för geomagnetisk störning på en skala från 0 till 9, beräknat utifrån magnetometermätningar från ett nätverk av markbaserade observatorier och rapporterat för varje tretimmarsintervall. Det definitiva indexet beräknas och publiceras av GFZ i Tyskland; NOAA publicerar ett uppskattat planetärt K-index i nära realtid, så att användare i verksamheter inte behöver vänta på de slutliga värdena.

Två egenskaper orsakar den mesta förvirringen. För det första är det globalt: en enda siffra för hela planeten, som inte kan skilja mellan norrsken över Alaska och norrsken över Sibirien. För det andra är det ett tretimmarsmedelvärde, så en kraftig substorm jämnas ut till samma värde som tre lugna timmar. Kp beskriver planetär störning; det utformades aldrig för att planera en kväll.

Det som gör Kp relevant lokalt är den magnetiska latituden: ju längre från polen din plats ligger magnetiskt sett, desto högre Kp krävs innan ovalen når dig. Vår guide till Kp-indexet går igenom skalan, och sidan med aktuellt Kp-index visar det aktuella uppskattade värdet.

G-skalan

NOAA:s rymdväderskalor beskriver händelsers effekter med enkla ord, och den geomagnetiska skalan kallas G-skalan. Den börjar när Kp når stormnivå och har fem steg.

Under Kp 5 finns ingen G-nivå; förhållandena är lugna, oroliga eller aktiva. Skalan förmedlar operativ påverkan – på elnät, satelliter, navigering och radio – så formuleringarna handlar om infrastruktur, inte om hur himlen ser ut. För norrskensskådare är den en kortform: en G3-bevakning betyder att ovalen bör nå mellersta breddgrader. Vår guide till geomagnetiska stormar går igenom nivåerna; sidan med aktuella stormar visar rådande förhållanden.

Solvind: hastighet, densitet och Bz

Under de modellerade produkterna finns de råa L1-mätningarna: solvindens hastighet, partiklarnas densitet samt det interplanetära magnetfältets styrka och riktning. Erfarna norrskensskådare tittar först på dess Bz-komponent – när Bz vänder söderut kommer energi in i magnetosfären mycket lättare, och en långsam ström med kraftigt sydvänd Bz slår en snabb ström utan den.

Läs Bz och norrsken: så läser du solvindenför en tydlig förklaring av komponenten, enheterna, tidsförloppet och begränsningarna.

Så läser du NOAA för din egen plats

En praktisk rutin för att sätta ihop delarna kan se ut så här:

• Dagar i förväg: kontrollera 3-dygnsprognosen efter ett förutsagt Kp som passerar tröskelvärdet för din plats och håll utkik efter stormbevakningar.
• Själva kvällen: kontrollera det uppskattade planetära K-indexet för vad som faktiskt har uppmätts och se i solvindsmätningarna om Bz är sydvänd.
• Just nu: kontrollera 30-minuterskartan för att se var ovalen befinner sig och hur långt visningslinjen har flyttats mot ekvatorn.
• Besvara sedan själv den lokala delen: din magnetiska latitud avgör vilket Kp du behöver, och moln, mörker och måne avgör om du har någon nytta av det Kp-värdet.

Det sista steget gör NOAA inte, eftersom det inte är vad myndigheten finns till för. Det är vad AuroraMe automatiserar: geomagnetisk aktivitet, molntäcke, månfas, mörkerfönster, himmelskvalitet och magnetisk latitud vägs samman till ett lokalt svar i stället för en samling globala diagram. Indata beskrivs på vår metodiksida; vyn i realtid är norrskensspåraren.

Vanliga frågor

Vad är NOAA:s norrskensprognos?

Det är inte en enda produkt, utan en samling produkter som publiceras av NOAA:s Space Weather Prediction Center. Den mest kända är norrskenskartan för 30 minuter, som tas fram med OVATION-modellen och uppskattar var norrskensovalen befinner sig nu och en kort tid framåt. Därutöver finns 3-dygnsprognosen för det planetära K-indexet, det uppskattade planetära K-indexet, solvindsmätningar i realtid och stormskalan G1 till G5.

Varför visar NOAA:s norrskenskarta bara 30 till 90 minuter framåt?

Eftersom modellen drivs av solvind som mäts framför jorden. Rymdfarkoster vid L1-punkten befinner sig ungefär 1.5 miljoner kilometer i riktning mot solen, så plasmat de mäter når jorden ungefär 30 till 90 minuter senare, beroende på hastigheten. Restiden utgör den naturliga framförhållningen för en nulägesprognos som bygger på dessa mätningar. Därför beskriver NOAA produkten som en prognos för 30 till 90 minuter, trots att namnet syftar på den kortare delen av intervallet. 3-dygnsprognosen och stormbevakningarna använder andra indata och har större osäkerhet.

Betyder ett högt Kp i NOAA-prognosen att jag kommer att se norrsken?

Nej. Kp mäter global geomagnetisk störning och säger ingenting om din himmel. Fyra lokala förhållanden avgör om ett visst Kp räcker för dig: din magnetiska latitud, molntäcket, hur mörkt det är och hur mycket månsken det finns. Kp 5 kan ge en fantastisk natt i Tromsø och vara helt osynligt i London, och NOAA:s produkter försöker inte besvara den frågan för en viss adress.

Vad är skillnaden mellan Kp-indexet och G-skalan?

Två skalor för samma störning. Kp går från 0 till 9 och baseras på magnetometerobservationer. NOAA:s G-skala graderar stormar i fem steg från den nivå där Kp når 5: G1 mindre vid Kp 5, G2 måttlig vid Kp 6, G3 kraftig vid Kp 7, G4 svår vid Kp 8 och G5 extrem vid Kp 9. Under Kp 5 finns ingen G-nivå.

Är AuroraMe anslutet till NOAA?

Nej. AuroraMe är en oberoende app. Den läser offentligt publicerade rymdväderdata från NOAA:s Space Weather Prediction Center och kombinerar dem med moln, måne, mörker, himmelskvalitet och din magnetiska latitud för att ge ett lokalt svar. Inget här är godkänt av NOAA, och myndighetens egna produkter förblir den auktoritativa källan.

Källor

• NOAA SWPC — norrskensprognos för 30 minuter — OVATION-modellens karta för båda halvkloten
• NOAA SWPC — 3-dygnsprognos — förutsagt Kp i tretimmarsintervall, utfärdas var 12:e timme
• NOAA SWPC — planetärt K-index — det uppskattade planetära K-indexet i nära realtid
• NOAA SWPC — rymdväderskalor — G-, S- och R-skalorna och vad varje nivå betyder
• NOAA SWPC — solvind i realtid — hastighet, densitet och interplanetärt magnetfält från L1
• GFZ — Kp-index — institutet som beräknar och publicerar det definitiva Kp-indexet
• NASA — norrsken — bakgrundsinformation om solvinden, magnetosfären och norrskensemission