Über Polarlichter

Auswirkungen des Sonnenwindes auf die Magnetospäre der Erde

Polarlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen (hauptsächlich Protonen und Elektronen, der sog. „Sonnenwind“) von der Magnetosphäre der Erde auf die oberen Schichten der Erdatmosphäre geleitet werden. Dort regen sie die vorhandenen Luftmoleküle zum Leuchten an. Der Aufprall eines Teilchens bewirkt bei dem Molekül bzw. Atom eine Anregung entsprechend einer geänderten Elektronenkonfiguration. Bei der nach kurzer Zeit wieder erfolgenden Abregung wird Licht ausgesandt, allgemein als Fluoreszenz bezeichnet, vgl. das Leuchten in einer Neonröhre.

Polarlichter kommen sowohl in nördlichen Breiten vor (Nordlichter, auch aurora borealis genannt) als auch auf der Südhalbkugel (Südlichter, auch aurora australis genannt).

Die Feldlinien, an denen sich die Elektronen auf ihrem Weg aus der Plasmaschicht entlang bewegen, beginnen in der Nähe der magnetischen Pole. Genau betrachtet ist es ein ringförmiges Gebiet, in das die Elektronen einfallen und das Polarlicht erzeugen. Dieser Ring erstreckt sich im Übrigen nicht um die geographischen, sondern um die magnetischen Pole. Da er nicht genau ringförmig, sondern leicht oval ist, spricht man vom „Polarlicht-Oval“. Das südliche Polarlichtoval erstreckt sich fast nur über die Antarktis, das nördliche über Skandinavien, Grönland, Nordkanada und Sibirien. In diesen zwei Gebieten treten Polarlichter fast jede Nacht auf. Je nach Intensität der Sonnenaktivität kann sich das Polarlichtoval aber auch nach Norden oder Süden verschieben, im Extremfall sogar über Mitteleuropa zu liegen kommen.

Polarlichtoval der nördlichen Hemisphäre – Quelle: http://services.swpc.noaa.gov/images/aurora-forecast-northern-hemisphere.jpg

Diese Grafik des NOAA Space Weather Prediction Center (NOAA SWPC) zeigt ein zum unten rechts in der Grafik angegebenen Zeitpunkt berechnetes, empirisches Modell der Intensität und der voraussichtlichen geografischen Orte an, in der man von einer Sichtbarkeit des Polarlicht ausgehen kann. Die Vorhersage gilt für den oben rechts angegebenen Zeitpunkt, der zumeist 30 Minuten nach dem Berechnungszeitpunkt liegt. Dieses Modell verwendet die Sonnenwindmessungen und die Daten des Interplanetaren Magnedfeld (IWF) des ACE-Satelliten. Berücksichtigt wird auch die voraussichtliche Zeit, die der Sonnenwind und das interplanetarisches Magnetfeld von der Messung im L1-Punkt des ACE-Satelliten bis zur Ankunft auf der Erde benötigen werden. Der L1-Punkt ist der Librationspunkt 1, der 1.5 Millionen km von der Erde entfernt in Richtung Sonne liegt. Die im Modell verwendeten Beziehungen wurden mit Hilfe eines Vergleichs mit den Daten aus dem validierten UVI Instrument auf dem NASA-Satelliten POLAR überprüft. Unten links finden Sie eine Farb-Skala, die angibt, in welchem Grad mit dem Auftretens von Polarlicht mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitsaussage dieses Modells gerechnet werden kann. Die Tagseite ist in einem hellen Blau dargestellt, die Nachseite in dunkelblau. Die rote Linie stellt die Grenze dar, bis zu der das Polarlicht vom Beobachter bei guten Sichtverhältnissen eventuell gesehen werden kann. [Weitere, sehr viel detailliertere Infos finden Sie auf der sehr guten Webpage von Toni Mayer: Sonne aktuell]

Aktueller Kp-Index („Maß für die geomagnetische Aktivität“, und damit ein Gradmesser für eventuelle Polarlichterscheinungen. Je höher der Wert, desto höher die Wahrscheinlichkeit einer Sichtung):

Aktueller Kp-Index – Quelle: http://www.theusner.eu/terra/aurora/kp.php