2013

Space Weather Jahreszusammenfassung

 
Flares / Sonneneruptionen:

Flares (Sonneneruptionen) sind extreme Strahlungsausbrüche auf der Sonnenoberfläche, die meist als Folge magnetischer Kurzschlüsse im Bereich größerer magnetisch komplexer Sonnenfleckengruppen auftreten. Flares strahlen im gesamten elektromagnetischen Spektrum. Häufig werden sie nach zwei Kriterien klassifiziert, zum einen nach der Flächenausdehnung während ihrer maximalen Intensität in der Emissionslinie des neutralen atomaren Wasserstoffs (Klassen 1, 2, 3, 4 mit Helligkeitsunterklassen F, N, B), zum anderen nach der maximalen Strahlungsleistung der Röntgenstrahlung im Wellenlängenbereich 0,1-0,8nm, gemessen am Oberrand der Erdatmosphäre (Klassen B, C, M, X).

Wertet man nach Röntgenklassen aus, so kann man für das Jahr 2013 insgesamt 1468 Flares der Klasse C oder höher (Strahlungsleistung > 0,000001W/m²) eintragen (z.Vgl. 2012: 1471), die aktivsten Monate waren dabei Oktober und November mit 227 bzw. 249 Flares, am schwächsten standen Februar und September mit nur 31 bzw. 26 Flares zu Buche. Flares ab der Klasse M (Strahlungsleistung > 0,00001W/m²) traten immerhin noch 111 mal auf (2012: 136), während X-Klasse-Flares (Strahlungsleistung > 0,0001W/m²) gerade 12 mal (2012: 7) registriert werden konnten. Die Sonnenaktivität bleibt damit weiterhin nur auf bescheidenem Niveau, denn trotz zeitlicher Nähe zu einem vermeintlichen Aktivitätsmaximum lagen die Werte für M- und X-Klasse-Flares sogar unter den langjährigen Mittelwerten, welche alle Phasen des Sonnenfleckenzyklus einbeziehen. Nach diesen könnte pro Jahr eigentlich mit 180 Flares ab der Klasse M bzw. etwa 15 Flares der Klasse X gerechnet werden. Die intensivste Sonneneruption des Jahres trat am 5. November 2013 um 22:12 UTC (23:12 MEZ) auf. Mit der Stufe X3.3 verfehlte sie allerdings sowohl den höchsten Wert des Vorjahres 2012 von X5.4 als auch den Spitzenwert des Vorvorjahres 2011, der X6.9 erreichte und damit den bislang höchsten Wert des aktuellen Sonnenfleckenzyklus (seit Dezember 2008) markiert.

 
Protonen-Events:

Als Protonen-Event bezeichnet man das Eintreffen einer signifikanten Menge hochenergetischer Protonen, die mit großer Geschwindigkeit von der Sonne abgegeben werden und in der Folge das Sonnensystem rasend schnell durchqueren. Als Verursacher für solche Ereignisse kommen zum einen intensive Sonneneruptionen in Frage, eine erhebliche Anzahl starker Protonen-Events dürfte aber vor allem auf die beschleunigende Wirkung von Schockfronten expandierender CMEs (Koronaler Massenauswürfe) mit Schockstruktur zurückzuführen sein. Klassifiziert werden Protonen-Events nach ihrer Raumdurchflussstärke, die am Oberrand der Erdatmosphäre gemessen wird, wobei für die NOAA Sturmkategorien speziell Protonen mit Energiebeträgen über 10MeV in die Bewertung einfließen.

Im Jahr 2013 wurden nach dieser Definition insgesamt 7 Protonen-Events der Klasse S1 (Raumdurchflussstärke > 10p/srcm²s) aufgezeichnet (z.Vgl. 2012: 15), davon konnten 3 auch die Schwelle zur Klasse S2 (Raumdurchflussstärke > 100p/srcm²s) überbieten (2012: 6), immerhin 1 Protonen-Event erreichte sogar S3-Level (Raumdurchflusstärke > 1000p/srcm²s) (2012: 2) mit dem Jahreshöchstwert von 1660p/srcm²s. Dieser wurde am 23. Mai 2013 um 06:50 UTC (08:50 MESZ) inmitten eines 2 Tage 18 Stunden 25 Minuten andauernden Protonen-Sturms erzielt. Vergleicht man die Anzahl der Protonen-Events mit früheren Jahren, so lag diese im Jahr 2013 zwar unter den relativ hohen Werten des Vorjahres 2012, aber immer noch für alle Klassen ziemlich genau im langjährigen Durchschnitt.

 
Geomagnetische Aktivität:

Die geomagnetische Aktivität wird vom Erdboden aus mittels Magnetometer erhoben und anhand verschiedener Indizes quantifiziert. Besonders gut für statistische Auswertungen eignet sich dabei der sogenannte Ap-Index, ein weltweit erfasster Wert, der den Grad der geomagnetischen Störungen, bereinigt von Standort- und Tagesgangeffekten, recht gut wiedergibt. Im Jahr 2013 lag der Ap-Index durchschnittlich bei 7,6, ein äußerst niedriger Wert, der selbst den schwachen Wert des Vorjahres 2012 von 9,0 noch unterbieten konnte und damit das scheinbar nahe liegende Sonnenaktivitätsmaximum in keinster Weise erkennen lässt. Der langjährige Durchschnitt liegt immerhin bei 14,5 (1933-2008) und sogar während der letzten Sonnenfleckenminima lagen die Werte meist noch markant höher (langjähriger 12-Monats-Mittelwert um die Sonnenfleckenminima 1933-2008: 10,4), lediglich das Sonnenfleckenminimum zu Beginn des aktuellen Zyklus zeichnete sich bereits durch einen außergewöhnlich geringen Wert von nur 4,9 aus.

Betrachtet man tägliche Ap-Werte und weist sie entsprechend einer Definition des NOAA SWPC sogenannten „Geomagnetischen Aktivitätslevels“ zu, so ergibt sich folgende Häufigkeitsverteilung für das Jahr 2013 (in den Spalten rechts der Vorjahreswert sowie kursiv der langjährige Durchschnitt 1933-2008):

quiet / ruhig 248 Tage 2012: 221 langjährig 140
unsettled / unbeständig 77 Tage 2012: 90 langjährig 118
active / aktiv 34 Tage 2012: 39 langjährig 70
minor storm / leichter Sturm 2 Tage 2012: 14 langjährig 25
major storm / großer Sturm 4 Tage 2012: 2 langjährig 10
severe storm / schwerer Sturm 0 Tage 2012: 0 langjährig 2

Als der geomagnetisch aktivste Monat des Jahres 2013 zeigte sich der Juni mit allerdings immer noch 14 „ruhigen“ Tagen, dazu kommen 7 „unbeständige“ und 7 „aktive“ Tage, wenigstens konnten 2 Tage der Kategorie „großer Sturm“ (1. und 29. Juni 2013) zugeordnet werden. Der geomagnetisch ruhigste Monat war wie im Vorjahr wieder der Dezember, an welchem gleich 28 Tage „ruhig“ ausfielen und nur ein einziger Tag die Klasse „aktiv“ erreichte.

Zu ähnlichen Ergebnissen kommt man, wenn man geomagnetische Stürme entsprechend den NOAA Space Weather Scales auswertet. Angelegt an die Saffir-Simpson-Skala für Hurrikanes sind auch die NOAA Space Weather Scales (Strahlungs-, Protonen-, Geomagnetische Stürme) in jeweils 5 ansteigende Stufen mit zunehmender Gefährlichkeit unterteilt. Während G1-Stürme, die durchschnittlich an etwa 88 Tagen pro Jahr auftreten, und G2-Stürme mit immerhin 36 Tagen nicht gerade seltene Ereignisse darstellen, kann mit G3-Stürmen noch an gut 13 Tagen pro Jahr gerechnet werden, während hingegen Stürme der Kategorie G4 mit durchschnittlich 4,5 Fällen und G5-Stürme mit weniger als 0,3 Fällen pro Jahr nur noch sporadisch in Erscheinung treten. Das Jahr 2013 fiel auch in dieser Statistik mager aus mit nur 30 Tage G1-Sturm (z.Vgl. 2012: 52), 9 Tage G2-Sturm (2012: 21), 3 Tage G3-Sturm (2012: 6) und lediglich 1 Tag G4-Sturm (2012: 1) am 2. Oktober 2013. Der bislang letzte G5-Sturm ist schon länger her und datiert vom 30. Oktober 2003.

 
Polarlichter:

Ein stark wachsendes mediales Interesse, die zunehmende Anzahl an Beobachtern, der rege Austausch über Internetforen und nicht zuletzt die Anwendung von lichtstarken, häufig auch automatischen Kameras führt zu einer übermäßig rasch ansteigenden Zahl an Polarlichtbeobachtungen, die einen Vergleich mit früheren Jahren unmöglich macht. So konnte im deutschsprachigen Raum entsprechend der umfangreichen Polarlichtchronik von Stefan Krause sowie dem ansprechenden Polarlichtarchiv von Andreas Möller im Jahr 2013 trotz der insgesamt nicht allzu vielversprechenden solaren und geomagnetischen Aktivität an immerhin 13 Nächten (2012: 21) Polarlicht entweder visuell, zumindest aber fotografisch nachgewiesen werden. Die ebenfalls sehr gut geführte Polarlichtstatistik von Thomas Sävert spricht von zumindest 6 Nächten (2012: 13) mit sichtbaren Polarlichtern. Die meisten dieser Ereignisse fielen aber denkbar schwach aus und blieben auf den Norden Deutschlands beschränkt. So kann davon ausgegangen werden, dass sowohl in Österreich als auch der Schweiz im Jahr 2013 wie bereits 2012 keine visuell sichtbaren Polarlichter aufgetreten sind und die bislang letzten Beobachtungen in diesen Regionen somit auf die Morgenstunden des 25. Oktober 2011 bzw. Abendstunden des 26. September 2011 datiert sind.

Andreas Pfoser, 21. Januar 2014

Quellen der Rohdaten:
NOAA SWPC
GFZ Potsdam

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