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08.02.2019

Polarlicht

Wahrscheinlich habe auch Sie schon öfter Fotos von bunten Polarlichtern gesehen. Doch hatten Sie schon die Chance, das Spektakel live zu erleben? Wir wollen schauen, wie Polarlichter entstehen und wo man sie am besten beobachten kann.

Auf der Nordhalbkugel nennt man Polarlichter "Aurora Borealis", auf der Südhalbkugel "Aurora Australis". Sie entstehen durch geladene Teilchen, die von der Sonne in Richtung Erde geschleudert werden, der sogenannte Sonnenwind. Es handelt sich um freie Elektronen und Wasserstoffkerne (Plasma). Normalerweise erreicht dieser Teilchenstrom bei einer Geschwindigkeit von ca. 400 km pro Sekunde innerhalb von zwei bis drei Tagen die Erde. Zum Vergleich: Das Sonnenlicht braucht acht Minuten, bis es uns erreicht. Bei Sonneneruptionen gelangen viel größere Teilchenmengen mit bis zu 2500 km pro Sekunde ins All. Man spricht von einem sogenannten coronalen Massenauswurf (CME), der uns schon nach wenigen Stunden erreichen kann. Aufgrund dieser Vorlaufzeiten ist eine Polarlichtvorhersage nur für die kommenden zwei bis drei Tage sinnvoll, starke Ereignisse sind oft erst Stunden vorher erkennbar. Unsere Erde wird durch ein Magnetfeld vor diesen geladenen Partikeln geschützt. Diese können nicht in das Magnetfeld eindringen und werden zu den Polen hin abgelenkt. Erst dort erlaubt die Form des Magnetfelds ein tieferes Eindringen der Teilchen in die Erdatmosphäre. In Höhen zwischen 400 und 100 Kilometern regen diese Teilchen hauptsächlich Sauerstoff- und Stickstoffatome zum Leuchten an. Dabei werden Elektronen der äußeren Elektronenschale in höhere Energieniveaus gehoben. Wenn diese dann in ihr ursprünglich niedrigeres Niveau zurückspringen, wird Licht ausgesandt. Stickstoff leuchtet in blau, Sauerstoff in grün und rot. Das rote Licht wird dabei in größeren Höhenschichten emittiert als das grüne.

Die Häufigkeit für das Auftreten von Polarlichtern hängt von der Sonnenaktivität ab. Diese wiederum hat alle 11 Jahre ein Maximum, dann ist die Chance für Polarlichter erhöht. Zuletzt gab es hochaktive Phasen zwischen 2012 und 2015. Günstige Bedingungen dürften wieder um 2025 herum herrschen. Doch in welchen Regionen kann man Polarlichter sehen? Für die räumliche Verteilung der Polarlichter ist die Lage des magnetischen Pols ausschlaggebend. Letzterer lag im letzten Jahrhundert über Nordkanada, von dort wanderte er allmählich nordwärts und aktuell ist er vom geografischen Pol nicht mehr weit entfernt. In einem Gürtel um den magnetischen Pol herum, aktuell etwa zwischen 65 und 75 Grad nördlicher Breite, treten Polarlichter in etwa 90 Prozent aller Nächte auf. Am Pol selbst sind sie etwas weniger häufig, die Häufigkeit liegt dort bei etwa 40 Prozent. Nach Süden hin werden die Polarlichter rasch seltener. Nur in Phasen mit starkem Sonnenwind breiten sich die Polarlichter bis in mittlere Breiten aus. In Norddeutschland gibt es sie ein paar wenige Male im Jahr, im Süden nur alle paar Jahre, wenn die Sonne besonders aktiv ist. Als Urlaubsziel zur Beobachtung des Schauspiels bieten sich Nordskandinavien und Island an. Allerdings darf man eine solche Polarlichtreise nicht im Hochsommer antreten, wenn es in der Polarregion nachts gar nicht dunkel wird. Im Winter hingegen ist es fast immer dunkel, dafür aber in einigen Regionen sehr kalt. Ein guter Kompromiss stellt der Herbst dar. Im Oktober ist es bereits ausreichend lange dunkel, dafür noch nicht so kalt und am Tage hat man noch Licht für andere Aktivitäten.

Polarlichter sind meistens grün. In Deutschland jedoch sieht man überwiegend einen schwachen Rotschimmer. Das liegt daran, dass der grüne Anteil aus niedrigeren Atmosphärenschichten kommt, die sich von Deutschland aus gesehen in Nordrichtung, aber oftmals unter dem Horizont befinden. Fotos von der Aurora sind meistens sehr farbenfroh. Ein Fotoapparat kann durch eine lange Belichtungszeit von bis zu 30 Sekunden lange Zeit das eher schwache Licht einsammeln. Oftmals sind Polarlichter überhaupt nur fotografisch nachweisbar, während sie dem menschlichen Auge verborgen bleiben. In vielen Nächten sieht der Beobachter einen schwachen und leicht grünlichen Schimmer. Starke Polarlichter sind jedoch auch für den Beobachter ein beeindruckendes Schaupiel. Während sich schwache Polarlichter nur unmerklich bewegen, sieht man bei hellen Exemplaren deutlich die Bewegungen. Ständig ändert sich das Himmelsbild, es flackert förmlich.

Freitag, 8. Februar 2019

Dr. Ingo Bertram
ARD-Wetterredaktion

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