ผมเห็นหลายคนพูดกันว่าปีหน้า (2567 หรือ 2024) จะเป็นปีที่แสงเหนือแรงที่สุดในรอบ 11 ปี โดยส่วนตัวผมคิดว่าอาจจะเป็น statement ที่พูดเกินจริงไปสักหน่อย มีความถูกต้องบ้าง และไม่ถูกต้องในบางประเด็น ใน blog นี้จะมาลองเอาสถิติมาวิเคราะห์กันดูครับ

Disclaimer ผมไม่ใช่นักดาราศาตร์ หรือนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ พอมีความรู้วิทยาศาสตร์และพอทำความเข้าใจ technical terms ได้อยู่บ้าง หากมีข้อมูลที่คลาดเคลื่อนไป สามารถทักท้วงมาได้ครับ ขออภัยมาล่วงหน้าครับ

แสงเหนือจากเมือง Hamnoy ประเทศนอร์เวย์เมื่อเดือนมีนาคมปี 2018 ถ่ายช่วงพระจันทร์เต็มดวง แม้แสงจันทร์รบกวน ถ้าแสงเหนือแรงจริง ก็ถ่ายได้ครับ

ตัวเลข 11 ปี มาจากไหน

มาจากรอบวัฏจักร (solar cycle) ของดวงอาทิตย์ครับ เมื่อนับจำนวนจุดดับบนดวงอาทิตย์ (sunspot) จำนวนจะเยอะถึงพีคในรอบประมาณทุก 11 ปี

ซึ่งจุดดับบนดวงอาทิตย์นี้เอง ที่จะเป็นตัวปล่อยแหล่งอนุภาคพลังงานสูงมารบกวนสนามแม่เหล็กโลกเกิดเป็นแสงเหนือได้ ที่ปล่อยออกมา ก็อยู่ในรูปแบบ Coronal mass ejection หรือ CME

สามารถติดตาม real-time update ของ solar cycle ว่าไปถึงไหนแล้ว ได้จาก website ของ Space Weather Prediction Center จาก NOAA หน่วยงานทางด้านอากาศของสหรัฐอเมริกา https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression

ภาพนี้คือกราฟจำนวนจุดดับ ตั้งแต่ปี 1980 ซึ่งสังเกตว่ามันจะมีขึ้นมีลง โดยเป็นรอบทุก 11 ปี โดยประมาณ ที่จุดพีคเราจะเรียก solar maximum ซึ่งปัจจุบันเรากำลังเข้าสู่ cycle ที่ 25 (นับตั้งแต่มีการเก็บข้อมูล)

ถ้าซูมดูข้อมูลตั้งแต่ cycle ที่แล้ว (cycle 24) ซึ่งพีคช่วงปี 2013-2014 และหลายสำนักบอกว่า cycle ที่ 24 นี้แปลกนิดหน่อย เพราะช่วงพีคกินเวลากว้าง เหมือนเป็นพีคสองครั้ง

และตามการทำนาย (เส้นแดง) จุดพีคจะอยู่ที่ประมาณกลางปี 2025

อ้าว ไม่ใช่ 2024 อย่างที่ว่ากันหรอกหรือ ฮา

แต่ถ้าสังเกตดูกราฟ ก็จะพบว่า เหมือนว่าจุดดับบนดวงอาทิตย์มีจำนวนเพิ่มเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ อาจจะพีคเร็วกว่ากลางปี 2025 ก็ได้ ซึ่งตรงนี้ยังไม่มีใครรู้ หรืออาจจะพีคที่เดิมที่กลางปี 2025 แค่กราฟสูงขึ้น จำนวนจุดดับที่ตำแหน่งพีคเยอะขึ้นก็ได้

ดังนั้น การที่จะบอกว่า ปี 2024 จะเป็นปีที่แสงเหนือแสงที่สุดนั้น น่าจะเป็นการสรุปเร็วไปหน่อยครับ

แล้วช่วงปี 2018-2020 ที่จำนวนจุดดับบนดวงอาทิตย์ที่น้อย ๆ แปลว่าไม่มีแสงเหนือจริงหรือ แล้วทำไมเราเคยเห็นคนถ่ายภาพแสงเหนือช่วงปี 2018-2020 ได้ล่ะ

และภาพด้านบนของผมก็ถ่ายปี 2018 ด้วยครับ

แสดงว่าต้องมีปัจจัยอื่นที่อาจทำให้มีแสงเหนือได้ แม้ว่าจุดดับบนดวงอาทิตย์จะไม่เยอะก็ตาม ซึ่งปัจจัยนั้นคือ Coronal Hole นั่นเองครับ ผมเคยได้เขียนบทความเรื่อง Coronal Hole ไว้แล้ว ตามอ่านได้ที่ https://www.piriyaphoto.com/coronalhole/

ค่า Kp ตัวบ่งชี้ความแรงของแสงเหนือ

ขอเท้าความสั้นๆ แสงเหนือนั้นเกิดจากการที่สนามแม่เหล็กโลกถูกกระตุ้น และคายพลังงานออกมาในรูปแสงเหนือ ซึ่งการถูกกระตุ้นนั้นก็มาจากพายุสุริยะ อนุภาคพลังงานสูงที่ปล่อยมาจากดวงอาทิตย์ ที่มาจาก CME หรือ Coronal Hole ก็ได้

มีค่า ๆ นึงที่เราต้องรู้ เพื่อจะบอกว่าสนามแม่เหล็กโลกถูกกระตุ้นมากน้อยแค่ไหน ซึ่งค่านั้นก็คือ Kp ซึ่งคือ Planetary K-index ครับ

K-index นั้นมีหลายค่า วัดจาก 13 สถานี และคำนวณรวมออกมาเป็น Kp เฉลี่ยสำหรับโลก

Kp นั้นเกี่ยวข้องกับแสงเหนือโดยตรง ถ้า Kp ยิ่งสูง โอกาสเห็นแสงเหนือก็มากขึ้น ยิ่งถ้า Kp สูง 5 ขึ้นไป จะเรียกเป็น Geomagnetic Storm (แปลเป็นไทยน่าจะเป็นพายุสนามแม่เหล็กโลก) ซึ่งมีระดับ G1 ถึง G5 โดย G1 = Kp 5 และ G5 = Kp 9

ดังนั้นถ้าจะลองเทียบว่า ปีที่เป็น solar maximum แสงเหนือแรงที่สุดในรอบ 11 ปี การเทียบง่าย ๆ ก็คงเป็นการเทียบดูว่าปีที่เป็น solar maximum กับปีที่จุดดับน้อย ๆ มีเหตุการณ์ที่ Kp สูง มากน้อยต่างกันไหม งั้นมาเริ่มวิเคราะห์กันเลย

Kp ทุกปีแรงพอ ๆ กันไหม

ค่า Kp นั้นมีการรายงานทุก 3 ชั่วโมง ในหนึ่งวันก็จะมีการรายงาน 8 ครั้ง แปลว่า 1 ปี ก็จะมีทั้งหมด 365 x 8 = 2920 รอบ

ผมใช้ข้อมูลของ GFZ จากประเทศเยอรมัน ซึ่งสรุปข้อมูลไว้ดีมาก มีข้อมูล Kp ย้อนหลังตั้งแต่ 1932 เลยทีเดียว https://kp.gfz-potsdam.de/en/figures/kp-values-frequency

กราฟนี้บอกอะไรกับเรา กราฟนี้บอกจำนวนครั้งที่เราตรวจวัด Kp ที่ค่าต่างๆ ตั้งแต่ 1 ถึง 9 ในปีนั้นๆ โดยถ้าปีนั้นเจอค่า Kp นั้นๆ บ่อย ก็จะเป็นสีแดง และถ้าเจอน้อย ก็จะเป็นสีฟ้า

ดังนั้นเราแทบจะเห็นว่า ทุกปีเราเจอค่า Kp 1-3 บ่อยมาก และแทบไม่แตกต่างกันมากในแต่ละปี และทุกปีเราก็เจอ Kp > 5 ได้ด้วยเช่นกัน

ลองมองในมุมนักท่องเที่ยวบ้าง สมมติว่าเราไปล่าแสงเหนือที่นอร์เวย์ ไอซ์แลนด์ ซึ่งอยู่ในละติจูดที่สูงมากพอ ถ้ามีค่า Kp 3 ขึ้นไป ก็เริ่มเห็นแสงเหนือได้สวยแล้ว และถ้า Kp 5 ขึ้นไป (G1 storm หรือมากกว่า) ก็จะเห็นแสงเหนือเต้นระบำสวยงาม

ดังนั้นผมก็เลยลองวาดกราฟ จำนวนครั้งในปีนั้นๆ ที่เราเจอค่า Kp 3 ขึ้นไป และอีกกราฟ สำหรับกรณีที่เจอค่า Kp 5 ขึ้นไป หรือมี Geomagnetic storm

ผมดึงข้อมูลดิบย้อนหลังตั้งแต่ปี 2020 มาจาก https://kp.gfz-potsdam.de/en/data

เทียบ cycle ตั้งแต่ปี 2020
ช่วงพีคคือ 2000-2003, 2013-2015, และน่าจะเป็น 2023 เป็นต้นไป
ช่วงต่ำสุดคือ 2008-2010 และ 2018-2020

ถ้าดูกราฟ Kp 3 ขึ้นไป (เรียกเป็น Kp 3+) จะพบว่า ช่วงปีที่เป็นจุดต่ำของ cycle (2009-2010 และ 2019-2020) จะมีจำนวนครั้งที่พบ Kp 3+ ต่ำกว่าปีอื่นๆ ประมาณ 100-300 ครั้ง

ในแกนนอน เป็นปีแต่ละปี และแกนตั้ง ระบุจำนวนครั้งที่เจอ Kp 3 ขึ้นไป หรือ Kp 5 ขึ้นไป (G1 storm หรือสูงกว่า)

ปีที่ไม่ได้เป็นจุดต่ำสุด และไม่ได้เป็นช่วงพีค มีวันที่พบ Kp 3+ ประมาณ 300-400 ครั้ง

และปีที่อยู่ช่วงพีค จะมีจำนวนครั้งที่พบ Kp 3+ มากขึ้นเป็นสองเท่า อยู่ช่วงประมาณ 600-800 ครั้ง และไม่ได้พีค ก็ไม่ได้เป็นปีที่มีจำนวนครั้งที่ Kp 3+ เยอะที่สุดด้วย

ยกเว้นมีปีพีคสุด ๆ คือ 2003 ที่มี 1620 ครั้ง

สรุปได้ว่า ถ้านับวันที่จะเห็น Kp 3+ นั้น แม้เป็นปีที่เป็นจุดต่ำสุด ก็ยังมีเห็นแสงเหนือได้ ไม่ได้เงียบไปเลย และปีที่ก่อนช่วงพีค ก็มีเห็น Kp 3+ ได้ไม่ต่างกับปีที่พีค

ถ้าดูกราฟ Kp 5 ขึ้นไป (เรียกเป็น Kp 5+) หรือจำนวนครั้งที่แสงเหนือแรงโหดๆ จะเห็นชัดเจนขึ้นว่าช่วงที่ใกล้เคียงจุดพีคของจุดดับบนดวงอาทิตย์ 2000-2003, 2013-2015 มี Kp 5+ บ่อย แต่ก็ไม่ตรงเป๊ะนัก เพราะถ้าดูกราฟนี้จะพบว่าช่วงพีคของ Kp 5+ ขยับมาเป็น 2000-2005 และ 2005-2017 เสียมากกว่า

บทสรุป

ปี 2024 ไม่ได้เป็นปีเดียวที่แสงเหนือจะแรงที่สุดในรอบ 11 ปี ถ้าพลาดแล้วจะพลาดเลย เป็นการพูดเกินจริงอย่างแน่นอน

ปี 2024 ที่จะถึงนี้ ประเด็นที่ถูกคือ อยู่ในช่วงใกล้พีค ปีที่พีคอาจจะเป็นปีที่เป็น solar maximum หรืออาจจะเป็นปี 2025 ก็ได้ เรายังไม่ทราบ แต่ที่ทราบแน่ๆ คือโอกาสการเห็นแสงเหนือในช่วง +/- สองปีของจุดพีค ไม่ได้แตกต่างกันมาก ถ้าดูจากช่วงพีครอบที่แล้วในปี 2013-2015 มีจำนวนวัน หรือโอกาสที่เห็นแสงเหนือได้ (Kp 3+) พอ ๆ กันตั้งแต่ปี 2011-2014 และมากขึ้นช่วง 2015-2017 (หลังพีคของ sunspot)

เราก็อาจประมาณการได้ว่า ปี 2022 – 2026 ก็น่าจะเห็นแสงเหนือได้ดีพอ ๆ กัน ไม่ใช่ปี 2024 เท่านั้น และการพลาดไม่ได้ไปดูแสงเหนือปี 2024 ก็น่าจะยังเห็นในปี 2025-2026 ได้ไม่แพ้กัน หรือถ้าภายในปีนี้ ก็ยังพอเห็นได้ด้วยซ้ำ

ผมยังยืนยันเสมอว่า ไปอยู่ละติจูดที่เหมาะสม ถ้าฟ้าเปิด รอหน่อย โอกาสเห็นก็มีครับ คนที่ไม่เห็นแสงเหนือส่วนมากจะเป็นเพราะฟ้าปิดเสียมากกว่า ต่อให้แสงเหนือสวยเต็มฟ้า แต่เมฆบัง ก็หมดสิทธิ์ ปัจจัยเรื่องสภาพอากาศคือเรื่องที่สำคัญอันดับหนึ่งเลยครับ

บทความนี้ไม่ค่อยได้ใส่รูปแสงเหนือเลย ขอแถมสักภาพจาก Atigun Pass ที่อลาสก้า

บทแถม: Kp กับพยากรณ์แสงเหนือล่วงหน้า

สิ่งสำคัญที่ต้องรู้คือ Kp นั้นไม่ได้รายงานค่าปัจจุบัน แต่ Kp นั้นรายงานทุก 3 ชั่วโมง และเป็นค่า Kp ที่สรุปจากการวัด 3 ชั่วโมงก่อนหน้า ว่ากันง่ายๆ มันคือค่าสนามแม่เหล็กโลกในอดีต

ดังนั้นถ้าเห็น Kp รายงานว่าสูง แล้วเราออกไปนอกหน้าต่างเพื่อดูแสงเหนือ มันอาจจะสายไปแล้วก็ได้ เพราะมันคือการรายงานในรอบ 3 ชั่วโมงที่แล้ว

ปกติการดูพยากรณ์ล่วงหน้า 2-3 วัน จะสามารถดู Kp prediction ได้จาก SWPC เช่นกัน https://www.swpc.noaa.gov/products/3-day-forecast

หรือถ้าดู real-time ว่ามีแสงเหนือมากน้อยหรือไม่ สามารถดูจากค่า interplanetary magnetic field (Bz) ได้จาก ACE graph สำหรับ Bz ให้ดูกราฟสีแดง https://www.swpc.noaa.gov/products/ace-real-time-solar-wind

หรือถ้าง่ายกว่านั้นดูใน OVATION Model ของ SWPC ซึ่งเป็นพยากรณ์ล่วงหน้า 30 นาที https://www.swpc.noaa.gov/products/aurora-30-minute-forecast

ถ้าง่ายกว่านั้น ก็เปิดแอพดูได้เลยครับ 55 เพราะแอพดูแสงเหนือ ก็เอาข้อมูลมาสรุปให้เราย่อยง่ายอีกที แต่ถ้าสายข้อมูล สายวิทยาศาสตร์ ให้ดูตาม link ที่ผมส่งให้ด้านบนได้เลย

เมื่อข้อมูลพร้อม ค่า Kp พร้อม เราก็ขอแค่ลุ้นว่าฟ้าจะเปิด และรอ รอ รอ ซึ่งความสุขที่ได้เห็นแสงเหนือ รับรองว่าคุ้มค่าการรอคอยอย่างแน่นอน

ขอให้มีความสุขกับการล่าแสงเหนือทุกคนครับ