Sonnenwinde, Meteore und Sonnenfinsternis

Polarlichter, Meteor und Sonnenfinsternis - Phänomene, die im März 2015 über dem Himmel Deutschlands zu beobachten waren.

Polarlichter sind Leuchterscheinungen, die beim Auftreffen geladener Teilchen des Sonnenwindes (elektrisch geladene Teilchen) auf die Erdatmosphäre in den Polargebieten verursacht werden. Am 17. März 2015 waren diese Leuchterscheinungen nicht nur in Polnähe, sondern bis nach Norddeutschland zu beobachten.

Schon zwei Tage zuvor am 15. März war ein anderes helles Leuchten, das eines Meteors, über Süddeutschland zu beobachten. Hierbei gelangen kleine Meteoriden in die Erdatmosphäre, die durch Reibung mit den Luftteilchen verglühen. Gemeinhin wird dieses Phänomen auch als Sternschnuppe bezeichnet.

Am 20. März wird ein weiteres Naturschauspiel am Himmel zu beobachten sein. Diesmal wird insbesondere im Norden Europas (Spitzbergen, Färöer), aber auch noch in Norddeutschland eine Sonnenfinsternis den Himmel verdunkeln. Im Raum Berlin/Potsdam beginnt das beobachtungswerte Ereignis um 9:38 Uhr, das Maximum wird um 10:47 Uhr erreicht. Um 11:58 Uhr wird die Sonnenfinsternis beendet sein. Die nächste partielle Sonnenfinsternis über Mitteleuropa wird erst im Sommer 2021 stattfinden.

Frau Prof. Claudia Stolle vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ, befasst sich mit Weltraumwetter und wird mit Kollegen die Sonnenfinsternis mit Hilfe von Magnetometern in Niemegk (bei Berlin), Island und Svalbard, sowie einer Ionosonde in Juliusruh (Rügen) verfolgen.

Für die Wissensplattform "Erde und Umwelt" erklärt Frau Prof. Stolle Zusammenhänge und Auswirkungen dieser Phänomene.

Können Sie kurz erklären, was Weltraumwetter überhaupt bedeutet?
Genau wie unser Wetter, das wir täglich beobachten, unterliegt die obere Atmosphäre und Magnetosphäre täglichen Schwankungen, die den klimatologischen Gegebenheiten überlagert sind. Weltraumklima ist hier z.B. beschrieben durch die jahreszeitliche oder lokal spezifische Verteilung von Ionisation, elektrischen Strömen und Magnetfeld, aber auch Temperatur und Wind. Wenn verstärkte Sonnenwinde auf die Erde treffen, wird das Weltraumwetter interessant und man spricht vom geomagnetischen Sturm. Dann entstehen intensive Polarlichter.

Oft wird aber auch die Auswirkung diese starken Variabilität auf die gesellschaftliche Technik, wie Navigationssysteme (GPS, Gallileo), oder Stromleitungen als „Weltraumwetter“ bezeichnet.

Ist es Zufall, dass innerhalb einer Woche Polarlichter und ein Meteor in Deutschland zu beobachten waren?
Ja, das ist Zufall. Der Meteorit folgte hauptsächlich der Gravitation der Erde. Der geomagnetische Sturm, also auch die Polarlichter, ensteht aus der Wechselwirkung des Sonnenwindes mit dem Erdmagnetfeldes und ist nicht direkt von der Erdanziehung betroffen.

Stehen diese beiden Ereignisse mit der Sonnenfinsternis am 20. März  im Zusammenhang?
Ich würde sagen, dass kein Zusammenhang besteht. Die drei Ereignisse sind ganz unabhängig. Der einzige Zusammenhang ist vielleicht durch die Gravitation der Erde zu sehen. Ohne diese würde sich der Mond nicht um die Erde drehen, der Meteorit nicht in die Atmosphäre dringen und es keine Atmosphäre geben, also auch keine Polarlichter. Aber das ist eine sehr weite Betrachtung und kann nicht auf einzelne Ereignisse zurückgeführt werden.

Was interessiert Sie wissenschaftlich an der Sonnenfinsternis?
Zuerst einmal ist es natürlich ein beeindruckendes Naturschauspiel. Es bietet auch die Möglichkeit, die Effekte kurzzeitiger Variationen der Sonneneinstrahlung auf den Ionisationsgrad oder die Temperatur und Winde in der oberen Atmosphäre zu untersuchen. Und zudem ist der Verlauf der Sonnenfinsternis genau vorhersagbar. Sozusagen Bedingungen, wie in einem natürlichen Versuchslabor.

Ich muss jedoch hinzufügen, dass bei gleichzeitigem Auftreten von Sonnenfinsternis und geomagnetischem Sturm, die Effekte der Sonnenfinsternis verdeckt werden würden. Aber dann haben wir einen anderen "Laborversuch", der zwar weniger vorhersagbar ist, jedoch auch interessant, ein geomagnetischer Sturm.

Welche Auswirkungen hat die Sonnenfinsternis auf die Erzeugung von Solarstrom?
Die Erzeugung von Solarstrom wird sich sicher verringern. Die Auswirkung wird im ähnlichen Maße erwartet, wie bei einem stark bewölkten Tag. Ist es am 20. März bewölkt, so wird die Veränderung durch die Sonnenfinsternis gering sein.   

Linktipps:
 Häufig gestellte Fragen zum Erdmagnetfeld werden hier beantwortet.
 Die Satellitenmission SWARM dient der Erkundung des Erdmagnetfeldes. Weitere Informationen finden Sie hier.

Einführung ins Thema und Fragen: Dr. Ute Münch, Wissensplattform "Erde und Umwelt". Die Antworten gab Prof. Claudia Stolle, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ).

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