Javier Alonso Santiago
Agrupación Astronómica de Sabadell

INTRODUCCIÓN

En 1843 el farmacéutico alemán Schwabe, al revisar sus observaciones de las manchas solares en busca de un planeta intramercurial, descubrió lo que hoy conocemos como el ciclo undecenal del sol.  Dicho ciclo es el más conocido de la actividad solar y debe su nombre a la duración media del mismo: 11 años. Durante estos años, la actividad solar media aumenta desde un mínimo a su máximo en 3,5-4 años. Se mantiene en este nivel 1,5-2 años y de manera más pausada vuelve a descender hasta alcanzar los registros mínimos 5-6 años después.

Carrington, a mediados del siglo XIX, estableció la actual numeración de los ciclos solares. Tomó como primer ciclo al que tuvo su máximo en 1761, aunque a posteriori hemos podido reconstruir de manera menos precisa otros cinco ciclos anteriores. Desde entonces han transcurrido ya 23 y estamos de camino hacia el máximo del ciclo 24.

SITUACIÓN ACTUAL

El actual ciclo comenzó oficialmente a finales del 2008, concretamente las medias mensuales suavizadas de noviembre y diciembre de ese año llegaron a su mínimo con un valor de 1,6 unidades. Si nos fijamos por hemisferios el mínimo en el hemisferio norte se adelantó unos meses descendiendo hasta las 0,4 unidades entre dic ’07 y mar ’08. Por su parte en el hemisferio sur el mínimo llegó en dic ’08 y ene ’09 a las 0,6 unidades. Como se ve fue un mínimo muy severo y prolongado en el tiempo lo que alargó la duración del ciclo 23 hasta los doce años y medio.

El ciclo 23, el anterior, presentó un doble pico en el máximo de acuerdo a la actividad en el hemisferio sur, ya que la actividad en el norte fue más homogénea aunque en ambos casos el valor máximo fue parecido del orden 54-58 unidades. En el hemisferio norte predominó ligeramente en la primera parte del ciclo mientras que de una manera más clara el sur dirigió la bajada de la actividad. En este principio de ciclo, se han invertido las tornas y quien claramente ha dominado hasta ahora es el hemisferio norte.

En el momento de escribir estas líneas (ene’13, ver fig. 1) empezamos el quinto año del ciclo y estamos, o debiéramos estar ya, en época de máximo. Sin embargo la actividad hoy es un 40% más baja que en el ciclo anterior. Además de en el número de Wolf, la poca actividad de este máximo se puede contrastar en la falta de regiones activas complejas, que manifiesta en la casi ausencia de grupos F o de las fulguraciones más energéticas (X o últimas clases del tipo M) o los grupos visibles a simple vista. Sin embargo, en las noticias no hacen más que salir impresionantes tormentas solares y repetirnos constantemente lo peligroso que es el sol, en mi opinión de manera muy catastrofista y amarilla. No les van a quedar titulares cuando se anime de verdad…

En los últimos meses la actividad en el sur se ha incrementado notablemente hasta estancarse en unas 28 unidades mientras que en el norte está descendiendo, tras alcanzar un primer máximo en septiembre de 2011 con un valor de 38,1 y parece ser que la actividad conjunta ha alcanzado ya un primer máximo con un valor bastante bajo de solo 61,8 unidades en feb ’12 (frente a las algo más de 110 unidades en el ciclo pasado). Parece claro, por tanto, que este ciclo presentará también un doble pico en el máximo; ahora bien, ¿el máximo del ciclo lo habremos alcanzado ya o habrá que esperar al segundo pico?

Fig. 1: Actividad mensual (valores suavizados hasta abril 12) total y separada por hemisferios

PRIMERAS PREDICCIONES PARA EL CICLO 24

En octubre de 2006 se constituyó el Panel para la predicción del ciclo solar 24. Organizado y gestionado por la NOAA y la NASA americanas se trataba de reunir a los principales expertos a nivel mundial, para en un momento cercano al mínimo predecir con suficiente antelación la actividad del sol en los próximos años. La predicción de un ciclo consiste principalmente en la determinación del  máximo: tanto la actividad que alcanzará como el momento en que se producirá.

En total se elaboraron 54 predicciones (realizadas hasta 2008) agrupadas en distintas categorías, resumidas en la tabla 1. Puesto que lo que nos interesa ahora es el valor de la predicción, no entraremos en detalle explicando cada una. Los métodos de modelo dinamo son muy teóricos y se basan en la predicción de la actividad en función de los distintos modelos de dinamo solar. Hasta ahora no se habían usado en estas predicciones. El resto de los métodos son una mezcla de datos experimentales de ciclos pasados (número de grupos de manchas solares, número de Wolf, la línea coronal a 5303 Å…) analizados de distinta manera (redes neuronales, análisis de Fourier de series temporales…). Se basan en encontrar relaciones con las que augurar futuros comportamientos a partir de resultados pasados ya conocidos.

Como se puede apreciar hay mucha discrepancia entre los distintos valores, no tanto en los valores medios como en los extremos: encontramos valores desde 40 hasta 185 unidades, prácticamente cualquier valor que escojamos estaría predicho por alguna previsión. Respecto a la fecha del máximo casi todos los valores se encuentran en el intervalo 2010-2012. Todas han fallado en este punto. Seguramente se pueda deber al retraso en llegar al anterior mínimo, fecha de partida para empezar el nuevo ciclo.

 Tabla 1: Resumen de las conclusiones del Panel para la predicción del ciclo 24.
”N” es el número de predicciones, “R” el valor medio predicho por cada método y
 “Rango” los valores extremos de cada predicción.

PPor último, el Panel realizó conjuntamente un par de predicciones en base a todas las presentadas: una tirando por lo alto y otra, por lo bajo (tabla 2). Como se puede apreciar al menos en tiempo tampoco han acertado, habrá que ver en la actividad:

 Tabla 2: Predicciones de consenso del Panel

  Fig. 2: Una de las regiones activas más compleja de lo que llevamos de ciclo (RA 11519), que dio
lugar  a varios grupos de manchas y contribuyó al aumento de la actividad solar durante el pasado mes de julio.

PREDICCIONES MÁS RECIENTES

Las predicciones más fiables ahora darían un máximo a mediados de 2013 (hay quien lo sitúa hasta 2014) con un valor cercano a las 90 unidades. En la tabla 3 se han incluido las predicciones, en cuanto al valor del máximo, posteriores a 2006. Al igual que en la tabla 1 las distintas predicciones se han agrupado según el método empleado. Las hay completamente teóricas basadas en modelos de la dinamo solar (M), predicciones que extrapolan de diversa manera los números de Wolf de ciclos anteriores (E) u otras variables distintas (P).

Tabla 3: Predicciones más recientes para el actual ciclo 24

Podemos observar que estas nuevas predicciones han rebajado la actividad máxima del ciclo y aunque los valores extremos siguen estando muy separados (65-145) el valor medio de las predicciones ha disminuido de 117,3 (tabla 2) a 93,5 unidades según estos últimos trabajos.

PREDICCIÓN PERSONAL

Después de ver todas estas predicciones y su gran disparidad me animé yo también a hacer la mía, sin grandes pretensiones. A partir de los datos oficiales publicados por el  SIDC, que dan continuidad a los datos  recopilados desde el comienzo de la era telescópica, se ha realizado un sencillo estudio estadístico de la actividad solar. Se ha empleado el número de Wolf (suavizado) desde 1822 hasta la actualidad, abarcando completamente los ciclos del 7 al 23, ambos incluidos.

En primer lugar se ha estudiado el tiempo que duran los ciclos (132 ± 11 meses, exactamente 10,98 años), su actividad máxima (W= 110 ± 35) y el tiempo que tardan en llegar al máximo (50 ± 10 meses). Todos los datos se han redondeado y se muestra la media aritmética y la desviación estándar como error o dispersión. De todos los datos y relaciones estudiadas, el menor error relativo (8,2%) está en la duración del ciclo undecenal, el resto de valores presentan una mayor dispersión, con un error relativo entre el 20-40% de ahí que sea muy difícil hacer predicciones muy precisas a partir de estos datos anteriores. Esta gran dispersión en los datos es normal si tenemos en cuenta que los ciclos no son independientes sino que están relacionados por la presencia de otras periodicidades mayores que modulan la actividad solar, como por ejemplo el superciclo de Gleissberg.

Tabla 4: Relación W máximo – Tiempo en alcanzar el máximo

De aquí se puede deducir lo que estamos viendo: el actual ciclo 24 va a ser uno de los ciclos menos activo. Tanto si ha llegado ya al máximo como si no (lo más probable), estaríamos dentro del apartado de ciclos lentos.

Se ha analizado la actividad (tabla 5) uno, dos, tres y cuatro años después del mínimo (W en la tabla) y se ha comparado esta actividad con la del máximo (W/Wmáx). De esta manera, en un ciclo determinado conociendo la actividad 12,24, 36 ó 48 meses después del mínimo (para el actual en concreto, W24) podremos predecir la actividad máxima (Wmáx24). En el momento de escribir este artículo no tenemos los datos del 4º año por lo que sólo usaremos los datos de los tres primeros. Hay que tener en cuenta que aproximadamente la mitad de los ciclos han llegado al máximo antes de los cuatro años (con una media de Wmáx = 132,4) mientras que los restantes han necesitado algunos meses más (Wmáx = 84,7): se vuelve a constatar la tendencia anterior.

Tabla 5: Predicción del máximo para el ciclo 24 en función de la actividad alcanzada 1,2 y 3 años después del mínimo

De manera análoga se ha estudiado cuándo (en meses, N en la tabla 6) se alcanza el 25, 50 y 75% de la actividad máxima. Conociendo la actividad de un ciclo (por ejemplo, el actual) en estos meses (W24), multiplicando por 4, 2 y 4/3 respectivamente podremos estimar la actividad máxima del ciclo.

Tabla 6: Predicción del máximo para el ciclo 24 en función del momento
en que se alcanza el 25, 50 y 75% del valor máximo

Con estos datos ya se tendría la predicción, ¿acertada? pues seguramente no pero ahí va de todas formas:

-Temporal: el máximo se alcanzará a comienzos del 2013 (enero-febrero) con una dispersión del 20%, esto es, desde abril ’12 hasta diciembre ’13. Hay que tener en cuenta que son datos suavizados y aunque estoy escribiendo en enero de 2013 el último dato que tengo es de junio de 2012.

-Actividad: A principios de ciclo parecía que el máximo iba a estar en torno a las 50-60 unidades (dispersiones muy grandes, entre 27-49%). A medida que avanza el ciclo, la incertidumbre de las predicciones disminuye (hasta el 15%) y el pico de actividad estaría centrado en unas 75 ± 11 unidades.

CONCLUSIÓN

En estos tiempos tan avanzados tecnológicamente se pone de manifiesto que cada vez entendemos mejor el sol y, sin embargo, a la vez nos damos cuenta de lo que aún nos falta por conocer. Un ejemplo de esto último es la imposibilidad de predecir la actividad solar a corto plazo. Como se ha visto, las predicciones hechas hace unos años, ya muy dispares entre sí, han fallado ya en la parte temporal mientras que en la parte de actividad han tenido que revisarse a la baja. Todo apunta, como experimentalmente observamos, a que el actual ciclo será el menos activo de las últimas décadas, como ya lo fue el mínimo anterior. No nos queda más que esperar a ver qué pasa y seguir trabajando con humildad esperando que los políticos y sus recortes no acaben de ahogar la ciencia en nuestro país, y lo que ésta aporta a la sociedad, antes o después.

BIBLIOGRAFÍA
-W. D. Pesnell, Solar Phys. (2008) 252: 209-220 - Predictions on Solar Cycle 24
-K. Petrovay, Living Rev. Solar Phys (2010) 7, 6 - Solar Cycle Prediction
-Solar Astronomy Handbook, Beck et al. 1995, ISBN 0-943396-47-6, Edit. Willmann-Bell, Inc.