In den letzten Nächten konnte man bei klarem und dunklem Himmel Polarlichter in Deutschland sehen. Allerdings musste man sich dazu in den nördlicheren Gebieten befinden und an vielen Stellen wurde das himmlische Spektakel Opfer von dichten Wolkenbändern. Polarlichter stehen in enger Verbindung mit einer hohen Aktivität der Sonne und sind in Deutschland nur beobachtbar, wenn ein hoher Kp-Wert erreicht wird. Aber was ist überhaupt eine erhöhte Sonnenaktivität und was haben Polarlichter mit unserer Erde zu tun?
Quelle: NASA
Unsere Sonne ist ständig in Bewegung. Ihr Inneres wird durch Konvektion durchgemischt, sodass die extrem heißen Materialien aus dem Zentrum der Sonne nach und nach den äußeren Rand der Sonne erreichen, die sogenannte Photosphäre. Diese letzte Schicht kann man mit unserer Erdkruste vergleichen. Die Vermischung von warmem und kaltem Material erzeugt elektrische Ströme, die wiederum magnetische Wirbelströme erzeugen. Diese Wirbelströme haben direkten Einfluss auf die Photosphäre, da diese den Fluss von heißem Material an die Sonnenoberfläche verhindern und so kühlere, dunklere Regionen auf der Photosphäre entstehen, die Sonnenflecken. Die Sonnenflecken-Anzahl bestimmt die Aktivität der Sonne, die einem periodischen Rhythmus unterliegt und alle 11 Jahre ihr Maximum hat.
Bei erhöhter Sonnenaktivität steigt mit der Anzahl der Sonnenflecken auch die Wahrscheinlichkeit einer Sonneneruption. Dieses Ereignis bezeichnet einen erhöten Auswurf von Sonnenplasma, welches aus Elektronen, Protonen und kleinen Anteilen aus Kernen schwererer Elemente wie Helium, Sauerstoff und Eisen besteht und findet fast immer an Sonnenflecken statt. Die Häufigkeit eines solchen Ereignisses schwankt zwischen 0,5 und 6 Ereignissen pro Tag. Löst sich nun das Plasma von der Sonne wird es als Sonnenwind in den interplanetaren Raum geschossen. Von der Sonne geht ein ständiger Sonnenwind aus, der den interplanetaren Raum füllt. Trifft er nun auf die Erde, wird er durch ihre Magnetosphäre zu den Polen abgelenkt. Die elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwindes, meistens Elektronen aber vereinzelt auch Protonen, wechselwirken mit den Sauerstoff- und Stickstoffteilchen in der oberen Atmosphäre. Durch Energieübertragung des hochenergetischen Sonnenwindes rutschen die Elektronen der Sauerstoff- und Stickstoffteilchen eine Schale nach außen, danach aber wieder auf die ursprüngliche Schale zurück. Dabei wird elektromagnetische Strahlung emittiert, es wird Licht ausgesandt. Dieses Licht kann verschiedene Farben haben. Grünes Licht entsteht durch Sauerstoffatome, die in gut 100 km Höhe angeregt werden und während ihrer angeregten Zeit auf andere Teilchen treffen. Ohne Zusammenstoß emittieren Sauerstoffatome rotes Licht , was hauptsächlich in der dünneren Atmosphäre in höheren Schichten in etwa 200 km Höhe auftritt. Angeregte Stickstoffatome senden auch violettes bis blaues Licht aus. Dieses Licht sehen wir dann als Erscheinung, die wir Polarlichter nennen.
Polarlichter sind in Deutschland sehr selten und um überhaupt welche zu sehen muss man stets den Kp-Index im Auge behalten. Der Kp-Index bezeichnet eine planetarische Kennziffer um solare Teilchenstrahlung durch ihre magnetische Wirkung darzustellen. Je höher der Kp-Wert, desto mehr magnetische Wirkung. Ab einem Kp-Wert von 5 sind Polarlichterscheinungen im Norden Deutschlands möglich, für Süddeutschland liegt der Wert bei 7-8. Bei 9 und darüber ist eine Sichtung fast 100% sicher. Hier kann man sich über den aktuellen Kp-Index informieren. Um die Polarlichter dann tatsächlich zu sehen, muss man sich an einem dunklen Ort, fern von allen Stadtlichtern befinden. Daher ist es ratsam bei einer Vorhersage von Polarlichtern, eine Stunde oder mehr aus der Stadt zu fahren, damit man einen guten Blick nach Norden hat, der ungetrübt von jeglicher Lichtverschmutzung ist.
Quelle: Bruzek, A.; Durrant, C. J. (2012-12-06). Illustrated Glossary for Solar and Solar-Terrestrial Physics
Pia Gaupels
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