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[sfwp id=“404″ img=“itemprop.png“]Nordlicht (Aurora Borealis)[sfwp id=“2″ img=“closespan.png“]
Das Nordlicht (Aurora Borealis) – auch bekannt als die Lichtorgel am Winterhimmel – ist eines der großartigsten Phänomene der Natur.
Das Polarlicht ist ein leuchtendes Phänomen in der oberen Atmosphäre, das in den Polarregionen auftritt.
Wie Nordlys erstellt wird
Das Nordlicht besteht aus energetischen Teilchen der Sonne, die die Atmosphäre durchdringen und mit Atomen und Molekülen interagieren. Es sind die Atome und Moleküle in der Atmosphäre oberhalb von 90 km, die nach dieser Wechselwirkung das Licht aussenden, das wir sehen.
In welcher Höhe befindet sich das Nordlicht
Das Nordlicht erscheint normalerweise in Höhen von 90 bis über 350 km.
Welche Farben haben die Nordlichter?
Die Farben des Nordlichts werden durch unterschiedliche Energieübergänge in den Atomen und Molekülen verursacht, die das Licht aussenden. Wenn ein energiereiches Aurora-Teilchen (ein Elektron oder Proton) aus dem Sonnenwind mit einem Atom oder Molekül in der Atmosphäre kollidiert, erhält das Atom/Molekül Energie und entsteht. Das bedeutet, dass ein Elektron in dem Atom/Molekül von seinem stabilen Energieniveau auf ein höheres Energieniveau verschoben wird. Nach kurzer Zeit fällt das Elektron wieder auf sein stabiles Energieniveau zurück und gibt gleichzeitig die überschüssige Energie als Licht ab. Die Farbe des emittierten Lichts hängt davon ab, welches Atom/Molekül das Licht emittiert und wie groß die Veränderung gegenüber dem stabilen Energieniveau ist.
Wie die Form des Nordlys entsteht
Die Formen, Strukturen und die Intensität des Nordlichts sind eine Funktion der Anzahl der Teilchen, die in die Atmosphäre gelangen, und der Bereiche, in denen diese Teilchen auf die Atmosphäre treffen. Je mehr Partikel, desto größer die Intensität des Nordlichts; und je größer die Veränderung in dem Bereich ist, in dem die Partikel auf die Atmosphäre treffen, desto größer ist die Aktivität des Nordlichts.
Svalbard und das Studium des Tageslichts
Die Lage Spitzbergens ist besonders günstig für optische Studien des Tageslichts. Systematische Studien des Tageslichts über Spitzbergen begannen erst um 1980. Seitdem, und insbesondere seit 1990, wurde die Infrastruktur für Nordlichtstudien von Spitzbergen aus erheblich ausgebaut.
Polar Lift, Scheitelpunkt
Durch die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit dem Magnetfeld der Erde entsteht auf der Tagseite der Erde, etwa 12 ± 3° von den geomagnetischen Polen entfernt, eine Lücke im Magnetfeld. Für den Sonnenwind stellen diese polaren Lücken in der nördlichen und südlichen Hemisphäre direkte Kanäle vom interplanetaren Raum zur polaren Atmosphäre dar. Die polaren Canyons sind daher einzigartige „Gucklöcher“ zum Weltraum und zur Sonne. Das Dagnord-Licht ist das Ergebnis des Partikelniederschlags in den Canyons.
Nordlicht-Oval über Svalbard
Auf der Nordhalbkugel liegt die Tagseite des Polarlichtovals über Spitzbergen und Frans Josefs Land (Abbildung 8.11). Magnetischer Mittag über Svalbard ist um 0830 UT. Hier steht die Sonne während der zwei Monate um die Wintersonnenwende mehr als 10° unter dem Horizont. Landgestützte Stationen zur Beobachtung des Polarlichts in der nördlichen Hemisphäre müssen sich entweder in Spitzbergen oder in Franz-Josef-Land befinden. Daher ist Svalbard der ideale Ort, um das mit den polaren Canyons verbundene Nordlicht zu untersuchen.
Das Auftreten und die Intensität des Nordlichts ist eng mit Störungen im Magnetfeld der Erde und der Sonnenaktivität verbunden. Selbst unter völlig ungestörten Bedingungen gibt es Polarlichter, aber die Polarlichter können so schwach sein, dass wir sie oft nicht mit bloßem Auge sehen können. Die Aurora ist dann den Polen am nächsten, etwa 20° in der Nacht und 10° am Tag. Mit zunehmender Sonnenaktivität nimmt die Intensität des Lichts zu und das Oval wird breiter. Das Oval dehnt sich mit zunehmender Sonnenaktivität sowohl in Richtung der Pole als auch insbesondere in Richtung des Äquators aus.
Quelle: Dag Lorentzen
Video by Ole Christian Salomonsen
Alle Sequenzen wurden in oder in der Nähe von Tromsø in Nordnorwegen gedreht.
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Wie entsteht das Nordlicht?
Animationen aus dem Viten-Programm Northern Lights, die zeigen, wie das Nordlicht entsteht.
Wie beeinflusst das Nordlicht
Die geladenen Teilchen der Sonne können die Erde auf verschiedene Weise beeinflussen, von Radiostörungen bis hin zum Ausfall von Kommunikationssatelliten.
Sonnenflecken sind Gebiete mit einem starken Magnetfeld – eine Folge der enormen Ströme elektrischer Ladungen und der Rotation der Sonne. Die Sonnenflecken sind etwa 1.500 Grad kühler als die umliegenden Gebiete und erscheinen daher dunkel.
Magnetfelder können sehr instabil werden und starke Energieentladungen verursachen, die an Super-Versionen von irdischen elektrischen Kurzschlüssen erinnern. Die Explosionen verursachen typischerweise drei Arten von Energieentladungen, die Folgen für unsere Hochtechnologie haben:
Hochenergetische elektromagnetische Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung. Erreicht die Erde nach 8,5 Minuten und kann den Funkverkehr beeinträchtigen.
Starke Strahlung von geladenen Teilchen. Sie erreichen die Erde nach einer halben Stunde bis zwei Stunden.
Gaswolken, die einen geomagnetischen Sturm verursachen. Erreichen die Erde nach 18 Stunden bis vier Tagen.
Der letztgenannte Angriff hat die spektakulärsten Folgen. Starke Polarlichter sind viel weiter südlich zu sehen, als dies normalerweise der Fall ist. Das Polarlicht besteht aus elektrisch geladenen Teilchen und ist daher in Wirklichkeit ein starker elektrischer Strom, der mehr als 100 Kilometer über uns hinwegfließt. Insgesamt kann der Strom mehrere Millionen Ampere betragen. Dieser schnell schwankende Strom verursacht Veränderungen im Magnetfeld, was wiederum dazu führt, dass sich in Stromleitungen, Pipelines und Raumfahrzeugen Ströme aufbauen.
Die Wolken aus elektrisch geladenem Gas können Satelliten beschädigen, Probleme bei der Funkkommunikation verursachen, das GPS-System für eine gewisse Zeit außer Betrieb setzen und manchmal weitreichende Stromausfälle verursachen.
Riesige Flecken auf der Sonne Ende Oktober 2003. Diese hochaktiven Flecken lösten eine Reihe von extremen Explosionen aus, darunter die bei weitem stärksten der Neuzeit. Jeder der Flecken war groß genug, um 100 Erden zu umfassen.
Ende Oktober und Anfang November 2003 waren drei hochaktive Gebiete auf der Sonne die Quelle mehrerer extremer Explosionen. Eine davon zerstörte drei Satelliten im Weltraum, legte die Stromversorgung im schwedischen Malmö und in Teilen Kopenhagens lahm, verursachte Nordlichter südwärts bis nach Nordafrika und Mexiko, verursachte Probleme im Flugverkehr und im Funkverkehr und setzte auch das GPS-System zeitweise außer Betrieb.
Super Smellet
Die Sonne dreht sich in etwa vier Wochen um sich selbst und am 4. November war die letzte der hyperaktiven Regionen im Begriff, hinter dem Sonnenrand zu verschwinden. Dann ereignete sich eine Explosion, die weitaus stärker war als alles, was in der Neuzeit auf der Sonne beobachtet wurde. Eine Wolke aus superheißem Gas wurde mit 8,3 Millionen Stundenkilometern aus dem Sonnenrand geschleudert. Da die Explosion am Sonnenrand stattfand, wurde die Gaswolke nicht zur Erde geblasen und wir haben hier auf der Erde wenig von dem Sonnensturm mitbekommen. Hätte sich die Explosion eine Woche früher ereignet, wären die Dinge ganz anders verlaufen.
Die Explosion hätte sich im Zentrum der Sonnenscheibe ereignet, die Eruption hätte sich direkt auf die Erde zubewegt und wir hätten ähnliche Auswirkungen wie im September 1859 erleben können.
Verbrannte Telegrafenbeamte
Im Jahr 1859 erschien Ende August eine Gruppe von Flecken auf der Sonne. Am 28. August wurden Menschen in weiten Teilen der nördlichen Hemisphäre Zeuge eines der beeindruckendsten Nordlichter seit Generationen.
Aber das war noch nichts im Vergleich zu dem, was ein paar Tage später passieren sollte. Als der britische Amateurastronom Richard Carrington am 1. September den Sonnenfleck untersuchte, beobachtete er zufällig zwei Flecken mit intensivem Licht in den Flecken. Die Eruption dauerte etwa fünf Minuten und wurde auch von anderen beobachtet.
Nur 17,6 Stunden später, nachdem die Gaswolke die 150 Millionen Kilometer zur Erde mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 2.300 km/s (8,3 Millionen km/h) zurückgelegt hatte, krachte sie in das Magnetfeld der Erde und verursachte extreme Nordlichter, die fast bis zum Äquator zu sehen waren. An vielen Orten war es so hell, dass die Menschen dachten, es sei Morgen. In Kuba konnte man im roten Licht des Himmels die Zeitungen lesen.
Die elektrischen Ströme des extremen Nordlichts breiteten sich bis zum Boden aus und erzeugten zusätzliche Ströme in den Telegrafendrähten. Sowohl in Europa als auch in den USA fielen die Telegrafendrähte zu Boden und entlang der Drähte brachen Brände aus. An einigen Orten verbrannten die Telegrafenbeamten und die Papiere auf ihren Schreibtischen fingen Feuer.
Eine Woche Marge
Hätte sich die Eruption vom 4. November 2003 eine Woche früher ereignet und direkt auf die Erde zugesteuert, so bestünde das Risiko, dass große Teile der Stromversorgung auf der Nordhalbkugel zusammengebrochen wären und praktisch die gesamte Satellitenflotte außer Betrieb gesetzt worden wäre.
Es wird geschätzt, dass die Folgen eines Sonnensturms wie im Mai 1921 in den USA für mindestens 130 Millionen Menschen zu Stromausfällen geführt hätten und dass es Monate oder sogar Jahre gedauert hätte, die Schäden zu beheben. Der Ausbruch von 1859 war jedoch noch gravierender.
Am 13. März 1989 verwüstete ein Sonnensturm Quebec, Kanada und den Nordosten der Vereinigten Staaten. Die Kosten eines Ereignisses von 1859 werden allein in den USA im ersten Jahr auf 1-2 Billionen (1.000 – 2.000 Milliarden) Dollar geschätzt. Es wird jedoch geschätzt, dass es 4-10 Jahre dauern würde, um die Schäden zu beheben.
Die Schäden wären jedoch in allen Ländern nördlich von 40-50 Grad Nord zu verzeichnen gewesen.
Nach einer ungewöhnlich langen Periode der Ruhe auf der Sonne hat die Aktivität im vergangenen Jahr etwas zugenommen und es gab eine Reihe von Flecken, Explosionen und Eruptionen. Die Wissenschaftler erwarten nun für den Sommer 2013 ein recht moderates Maximum. Man sollte meinen, dass das Risiko eines heftigen Knalls entsprechend gering sein würde, aber das ist nicht unbedingt der Fall.
Die Eruption von 1859 fand in Verbindung mit einem schwachen Maximum statt, ähnlich dem, das für 2013 erwartet wird. Wissenschaftler beobachten die Situation sehr genau und haben in den letzten Jahren Zugang zu einer Reihe von leistungsstarken Sonnenobservatorien erhalten. Ausgehend von den wenigen bekannten Supereruptionen auf der Sonne ist es nicht möglich, vorherzusagen, wie groß die Gefahr ist, die von dem kommenden Maximum ausgeht.
Die Strahlung des Ausbruchs von 1859 war so intensiv, dass sie die Atmosphäre ziemlich stark beeinflusste. In Gletschern konnten Wissenschaftler die Nitratmenge Jahr für Jahr weit in der Vergangenheit messen. Die Eruption von 1859 verursachte die bei weitem höchste Nitratkonzentration, die in den letzten 400 Jahren gemessen wurde, fast doppelt so hoch wie die nächsthöhere.
Nordlicht und Sonnensturm
Wenn das Nordlicht über den blauschwarzen Winterhimmel in den Polarregionen leuchtet, ist das ein atemberaubender Anblick. Obwohl wir inzwischen eine ganze Menge über das Nordlicht wissen, gibt es immer noch Aspekte dieses Naturphänomens, die nicht vollständig geklärt sind.
In früheren Zeiten mussten wir uns damit begnügen, das Nordlicht von unten zu beobachten. Jetzt können wir das Nordlicht mit Hilfe von Satelliten, die die Erde umkreisen, von oben sehen. Und dank der Raketen von ARS ist es möglich, sowohl Messungen als auch Beobachtungen inmitten des Nordlichts durchzuführen – 100 Kilometer weit draußen im All.
In früheren Zeiten gab es viele Geheimnisse und Mythen über das Nordlicht. Damals wie heute sahen die Menschen dieses faszinierende Phänomen am Himmel, aber sie wussten nicht genau, was es war. Infolgedessen entstanden viele verschiedene Geschichten über das Nordlicht. In alten Zeiten sahen die Menschen das Nordlicht als Omen für Strafe oder als Mahnung, sich zu benehmen, oder es kündigte Krieg und Pest an. Manche glaubten sogar, dass alte unverheiratete Frauen nach ihrem Tod das Nordlicht erzeugten. Einige Geschichten besagen, dass die Nordlichter Sie holen würden, wenn Sie mit einem weißen Taschentuch winken – dann würden Sie die Nordlichter ärgern und sie wütend machen. Eine andere Version dieser Geschichte besagt, dass, wenn Sie dem Nordlicht mit einem weißen Taschentuch zuwinken, es Ihnen zurückwinkt. Die Sami glaubten, dass die Nordlichter eine übernatürliche Kraft haben und Symbole der Nordlichter finden sich in ihren Runenbüchern. Die Sami nannten die Nordlichter guovssahas, das hörbare Licht. Lange vor unserer Zeit glaubten Naturforscher, dass man starke Nordlichter hören kann, wie das Knistern von Papier, eine im Wind flatternde Fahne oder das Rauschen eines Wasserfalls.
Heute wissen wir, was die Ursache für die Entstehung des Nordlichts ist. Es ist die Sonne! Das Wichtigste an der Sonne ist, dass sie Licht und Wärme ausstrahlt und damit die Grundlage für alles Leben auf der Erde ist. Genau wie auf der Erde gibt es auch auf der Sonne Winde. Die Winde, die es dort gibt, werden Sonnenwinde genannt. Die Sonnenwinde emittieren Teilchen, die elektrisch geladen sind. Diese werden Elektronen und Ionen genannt. Einige dieser Teilchen werden in Richtung Erde geschickt und kollidieren mit den Gasen in der Erdatmosphäre. Diese Kollisionen sind die Ursache für das Nordlicht. Das Licht kann viele verschiedene Farben haben, darunter gelb, grün, rot und blau. Verschiedene Gase erzeugen verschiedene Farben.
Es mag den Anschein haben, dass die Nordlichter nicht sehr hoch in der Atmosphäre sind, wenn wir sie betrachten, aber sie befinden sich tatsächlich zwischen 90 und 150 Kilometer über der Erdoberfläche. Wir nennen dies die „sichtbaren Nordlichter“.
Sie können die Nordlichter nicht überall auf der Welt sehen. Aber wie Sie wahrscheinlich wissen, können Sie es in Nordnorwegen deutlich sehen, wenn es draußen dunkel und klar ist. In Südnorwegen sind die Nordlichter nur selten zu sehen.
Neben dem Nordpol gibt es einen weiteren Pol, den magnetischen Nordpol! Dieser Pol zieht die elektrischen Teilchen von der Sonne an und erzeugt so die Nordlichter, die einen ovalen Ring um den Magnetpol bilden. Dieser Ring wird das Polarlicht-Oval genannt. Die Gebiete unterhalb dieses Rings können die Nordlichter sehen, wenn das Wetter dunkel und klar ist. Genau das Gleiche geschieht auf der Südhalbkugel, aber dort wird das Licht Südlicht genannt.
Das erste Mal, dass wir mit Sicherheit wissen, dass jemand das Nordlicht in diesem Land gesehen hat, war im 13. Jahrhundert. Jahrhundert. In dem Buch „The King’s Mirror“, das zu dieser Zeit geschrieben wurde, werden die Nordlichter erwähnt. Etwa 400 Jahre später, im Jahr 1621, erfand ein Franzose einen originellen Namen für das Nordlicht: Aurora Borealis. Es bedeutet „die nördliche Morgendämmerung“. Dieser Name ist eigentlich falsch, aber so weit südlich in Europa wie Frankreich kann das rote Nordlicht wie die Morgendämmerung aussehen. Das südliche Licht wird Aurora Australis genannt und bedeutet „die südliche Morgendämmerung“.
Viele Menschen haben das Nordlicht im Laufe der Jahre erforscht, und einer von ihnen ist Kristian Birkeland. Er ist ein Norweger, der viel zu dem beigetragen hat, was wir heute über die Nordlichter wissen. Er war es, der als Erster erkannte, dass das Nordlicht von der Sonne erzeugt wird. Dazu führte er ein Experiment durch, das so genannte Terella-Experiment, bei dem er in einem Labor künstliche Nordlichter erzeugte.
Viele Künstler haben sich von den Nordlichtern und ihren wunderschönen Farben und Bewegungen inspirieren lassen. Schriftsteller, Künstler, Fotografen und Musiker gleichermaßen. Schriftsteller wie Knut Hamsun, Fridtjof Nansen und Henrik Wergeland, der Maler Gerhard Munthe und andere.
Das Nordlicht ist, wie der Name schon sagt, besonders mit den Polarregionen verbunden. Es tritt am häufigsten in einem Gürtel um den magnetischen Pol in einer Entfernung von etwa 2.500 Kilometern von ihm auf. Diese Polarlichtzone erstreckt sich über das nördliche Skandinavien, über Island und die Südspitze Grönlands, durch das nördliche Kanada, über Alaska und entlang der Nordküste Sibiriens. An den Küsten von Troms und Finnmark ist die Häufigkeit am größten. Es versteht sich von selbst, dass Nordnorwegen aufgrund seiner leichten Erreichbarkeit und seines milden Winterklimas attraktiv für Menschen ist, die dieses Himmelsphänomen sehen möchten. Nordlichter treten sowohl nördlich als auch südlich der Polarlichtzone auf, aber weniger häufig, je weiter man sich von ihr entfernt. Um den magnetischen Südpol herum haben wir eine sehr ähnliche Zone. Aber dieses „Südlicht“ wird meist nur von der Antarktis und den umliegenden Meeren aus gesehen. Von den bewohnten Gebieten der südlichen Hemisphäre können Sie nur von Tasmanien und dem südlichen Neuseeland aus gelegentlich einen Blick darauf erhaschen. Übrigens treten das Nordlicht und das Südlicht gleichzeitig auf und sind fast wie Spiegelbilder des anderen.
In den Bezirken Troms und Finnmark werden wir das Nordlicht, wenn nicht in jeder klaren Nacht, so doch zumindest in jeder zweiten Nacht sehen können. In Südnorwegen ist es ein paar Mal im Monat zu sehen und in Mitteleuropa ein paar Mal im Jahr. Selbst im Mittelmeerraum kann das Nordlicht beobachtet werden, allerdings kaum mehr als ein paar Mal alle hundert Jahre. In Spitzbergen ist das Nordlicht ebenfalls häufig, aber nicht so häufig wie in Nordnorwegen.
Wir assoziieren das Nordlicht mit dem Winter, aber es ist eigentlich das ganze Jahr über zu sehen. Wir können es nur nicht in hellen Nächten sehen, der Himmel muss ziemlich dunkel sein. In der Praxis sind wir in Nordnorwegen auf den Zeitraum von Anfang September bis Mitte April beschränkt. Allerdings kann man starke Nordlichter auch bei recht hellem Himmel sehen. In Tromsø zum Beispiel ist es nicht ungewöhnlich, das Nordlicht am Abendhimmel im August zu sehen. Die Nordlichter, die wir in Nordnorwegen sehen, werden oft als nächtliche Nordlichter bezeichnet, da sie sich auf der Nachtseite der Erde befinden. Es beginnt in der Regel am späten Nachmittag oder Abend und dauert oft bis weit in die Nacht hinein. Dies ist die häufigste Form des Nordlichts, aber in Svalbard können wir in der Dunkelheit auch die selteneren Tages-Nordlichter sehen, die auf der Tagseite der Erde auftreten. Die Nordlichter befinden sich hoch über der Wolkendecke, so dass wir klares Wetter benötigen, um sie zu sehen. Die Wolkendecke ist das Haupthindernis für die Beobachtung der Nordlichter von Nordnorwegen aus. In dieser Hinsicht sind die Gebiete im Landesinneren besser als die Küste. Die Tage um den Vollmond herum sind für die Beobachtung von Nordlichtern nicht geeignet. Dann wird der Himmel so hell, dass das Erlebnis erheblich verblasst. Schließlich sollten Sie Städte und Ortschaften mit viel Licht meiden, um in den vollen Genuss eines Abends mit Nordlicht zu kommen.
Die meisten Nordlichter treten in einer Höhe von 90 bis 130 Kilometern über dem Boden auf, aber einige, vor allem die strahlenförmigen Nordlichter, reichen bis in eine Höhe von einigen hundert Kilometern. Zum Vergleich: Die normale Flughöhe eines Düsenflugzeugs beträgt etwa 10 Kilometer, und die Ozonschicht befindet sich 20 bis 30 Kilometer über dem Boden. Wir müssen fast bis dorthin gehen, wo die Satelliten hinfliegen, um die Nordlichter zu sehen. Eine Folge der großen Höhe ist, dass die Nordlichter über Entfernungen von mehreren hundert Kilometern sichtbar sind. So kann ein Polarlicht über Bjørnøya sowohl von Tromsø als auch von Svalbard aus gesehen werden, und ein Polarlicht über Tromsø kann am nördlichen Himmel von Trønderlag aus gesehen werden.
Nordlichter entstehen, wenn sich große Mengen elektrischer Teilchen (Elektronen) mit hoher Geschwindigkeit entlang des Magnetfeldes in Richtung Erde bewegen und mit den oberen Schichten der Atmosphäre kollidieren. Das Gas leuchtet dann auf. Es ist ein bisschen so, wie es in einer Leuchtstoffröhre passiert. Die Farben spiegeln wider, welche Gase sich dort oben befinden. Die gelb-grüne Farbe, die das Nordlicht charakterisiert, stammt vom Sauerstoff. Die rote Farbe ist ebenfalls hauptsächlich auf Sauerstoff zurückzuführen, aber auch Stickstoff trägt dazu bei. Die violette Farbe, die wir oft am Boden des Nordlichts sehen, stammt von Stickstoff, ebenso wie der größte Teil des Blaus. Die Quelle der elektrischen Teilchen ist die Sonne, und die Bedingungen auf der Sonne bestimmen, ob wir das Nordlicht bekommen. Die Teilchen gehen von der Sonne aus, einige von ihnen werden vom Magnetfeld der Erde eingefangen und finden ihren Weg entlang des Magnetfelds in die Polarregionen. Doch zunächst sind sie zur Nachtseite der Erde gereist und haben im dortigen Magnetfeld zusätzliche Energie gewonnen. Was genau dort draußen passiert, ist noch nicht vollständig geklärt.
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