Neues Modell zur Polarlichter-Vorhersage
Potsdam – In der letzten Woche war sie ein grosses Thema und viele Menschen grämten sich angesichts unglaublich schöner Bilder, dass sie das Ereignis verpasst oder verschlafen hatten: Polarlichter. Nun, es gibt Hoffnung: Ein internationales Forschungsteam hat sich mit der Frage beschäftigt, wann, wo und mit welcher Intensität das Auftreten von Polarlichtern wahrscheinlich ist. Es hat ein Modell für die Echtzeit-Vorhersage von Polarlichtern entwickelt, das potenzielle Aurora-Ovale in Echtzeit und bis zu drei Tage im Voraus berechnen kann.
Auroras, auch bekannt als Nord- oder Polarlichter, gehören zu den atemberaubendsten Naturschauspielen. Immer wieder sind sie in den vergangenen Monaten auch in unseren Breiten, weit ab von den Polarregionen zu sehen. Ursache hierfür sind starke Sonnenstürme, die im elfjährigen Zyklus der Sonnenaktivität zurzeit häufiger auftreten. Die leuchtenden Schleier aus grünem, rotem und violettem Licht entstehen am Himmel, wenn energiereiche Teilchen, die von der Sonne ins Weltall geschleudert werden, in einem komplexen Wechselspiel mit dem Erdmagnetfeld in die Erdatmosphäre eintreten und dort Sauerstoff- oder Stickstoff-Moleküle zum Aussenden von Licht anregen. Die Polarlichter treten vor allem in ovalen Regionen auf, die sich um die geomagnetischen Pole herum befinden und als Polarlichtovale bezeichnet werden. Die Position und Grösse der Polarlichtovale werden von der geomagnetischen Aktivität beeinflusst, der Variation des schützenden Erdmagnetfeldes.
«Das Beobachten von Polarlichtern ist nicht nur ein magisches Erlebnis. Es zeigt auch die starke Verbindung zwischen der Sonne und unserem Planeten, die über Wärme und Licht hinausgeht: Polarlichter sind ein hervorragender Indikator für die Überwachung und Vorhersage von „Weltraumwettereffekten“, also für das Wirken von Teilchenströmen und elektromagnetischen Feldern im erdnahen Weltraum. Sie können Satelliten stören, Navigations- und Kommunikationssysteme beeinträchtigen und sogar Stromnetze auf der Erde beeinflussen», erläutert Dedong Wang, Arbeitsgruppenleiter in der Sektion «Weltraumphysik und Weltraumwetter» des GFZ Helmholtz Zentrum für Geowissenschaften in Potsdam und korrespondierender Autor der Studie.
Vorhersage von Polarlichtern
Zur Vorhersage der Aurora-Aktivität haben Forschende des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung ein Echtzeit-Modell entwickelt. Es wendet Methoden des maschinellen Lernens an und kombiniert zwei wichtige Messgrössen: Zum einen den Kp-Index, ein Standardmass für die globale geomagnetische Aktivität, das ursprünglich vom GFZ vorgeschlagen wurde und nun auch vom GFZ vorhergesagt wird. Zum anderen Satellitenbeobachtungen des DMSP SSUSI (Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager), der ultraviolette Bilder der Aurora aus dem Weltraum aufnimmt. Dieser Ansatz ermöglicht genauere Vorhersagen über die Lage und Intensität des Polarlichtovals.
Eine Echtzeitversion der Polarlichter-Vorhersage ist auf der Weltraumwetter-Website des GFZ verfügbar. (mc/pg)
