G4 Sturm 17./18.März 2015

Zwischen 17.März 03 Uhr Weltzeit (05 Uhr in Finnland) und 18. März 06 Uhr Weltzeit (08 Uhr in Finnland) ereignete sich ein 27 Stunden lang andauernder Geomagnetischer Sturm, welcher in seiner Hauptphase am 17. März von 12 bis 24 Uhr Weltzeit (14 bis 02 Uhr in Finnland) die zweithöchste Stufe G4 der „NOAA Space Weather Scales for Geomagnetic Storms“ erreichte (Kp8- in den Zeitabschnitten 12-15utc, 15-18utc und 21-24utc sowie Kp7+ im Zeitabschnitt 18-21utc). Geomagnetische Stürme dieser Klasse werden bereits als „severe“ (schwer) bezeichnet und lassen aufgrund der stark erhöhten Elektronendichte und Temperatur in der Hochatmosphäre sowie aufgrund des gewaltigen Starkstromes, welcher in den intensivierten Polaren Elektrojets fließt, schon einige bedeutendere Beeinträchtigungen erwarten. So werden künstliche Satelliten elektrostatisch aufgeladen und es ist mit Missorientierungen, Geschwindigkeits- und Höhenverlusten zu rechnen. Der KW-Empfang zeigt bereits einige Unregelmäßigkeiten und auch die GPS-Signalübertragung ist in der Regel für mehrere Stunden geschwächt. Bleibt noch die erhebliche Strominduktion von den Polaren Elektrojets in Öl- und Gaspipelines, Tiefseekabeln und Hochspannungsleitungen zu erwähnen, die bei Stürmen dieser Kategorie schon durchaus problematische Ausmaße annehmen kann.

Statistisch gesehen treten Geomagnetische Stürme der Klasse G4 in der geomagnetisch aktiven Phase des Sonnenfleckenzyklus, das ist in der Regel die Zeit etwa zwei Jahre vor dem ersten (oder auch einzigen) Fleckenmaximum des Zyklus bis zum fünften Jahr danach, an immerhin 5-7 Tagen pro Jahr auf, während sie in der übrigen Zeit nur vereinzelt registriert werden. Doch Statistik scheint beim derzeitigen so ungewöhnlichen und offensichtlich auch schwächsten Sonnenaktivitätszyklus seit mehr als 80 Jahren nicht anwendbar zu sein. Denn obwohl wir uns zum Zeitpunkt dieses denkwürdigen Beobachtungsabends eigentlich in der aktiven Phase des Fleckenzyklus befanden (erstes Maximum im März 2012, zweites Maximum (Hauptmaximum) im April 2014), ereigneten sich G4-Stürme zuletzt nur selten. So datierten die bislang letzten vom 2. Oktober 2013, dem 9. März 2012, dem 5. August 2011 sowie dem 5. April 2010. Sie alle fielen aber kürzer aus als der hier beschriebene Geomagnetische Sturm vom 17./18. März 2015, sodass man letztendlich sogar bis zum 14./15. Dezember 2006 zurückgehen muss, um ein Ereignis vergleichsweiser Intensität und Andauer in der Vergangenheit zu finden.

Anzahl der G4-Stürme während der Sonnenfleckenzyklen 17-24
(letzterer seit Dezember 2008 noch im Gange), Grafik erstellt aus
Rohdaten des GFZ Potsdam (Auswertung der Jahre 1933-2017)
Der asymmetrische „Partial-Halo-CME“ vom 15. März 2015
Credit: SOHO (ESA&NASA)

Auslöser des G4-Sturms vom 17./18. März 2015 war ein asymmetrischer „Partial-Halo-CME“ mit einer Winkelweite von 270°, welcher am 15. März etwa um 02:30 Uhr Weltzeit (04:30 Uhr in Finnland) unmittelbar nach einem LDE-Flare (LDE bedeutet Long Duration Event) der Klasse C9 sowie einem nahezu zur selben Zeit eruptierenden Filament aus der Westhemisphäre der Sonne abgefeuert wurde. Nach einer Reisezeit von etwa 50 Stunden traf die verdichtete solare Materie in Form eines ICMEs am 17. März frontal auf die Magnetosphäre der Erde und löste nach dem gegen 04:45 Uhr Weltzeit (06:45 Uhr in Finnland) erfolgten SSC-Impuls (SSC bedeutet Sudden Storm Commencement, geht mit der sprunghaften Verschiebung der Magnetopause näher an die Erde heran einher) zunächst einmal einen mäßigen Schockfrontsturm mit einem Höhepunkt am späten Vormittag aus. Ab dem späten Nachmittag setzte dann der Plasmawolkensturm ein, der die ganze folgende Nacht andauern sollte und vor allem aufgrund des anhaltend deutlich südlich orientierten IMFs mit einer Bz-Komponente um -15nT bis -20nT eine erhebliche Intensität entfalten konnte. Ob der CME allerdings alleine für den schweren Geomagnetischen Sturm verantwortlich zeichnet, ist nicht gesichert. Möglicherweise war auch ein Coronal Hole sowie der von diesem ausgehende Hochgeschwindigkeits-Sonnenwind zumindest mitbeteiligt.

Ukonjärvi, Finnland, 17. März 2015, 23:24 Uhr
Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 00:24 Uhr

Die Beobachtung der Polarlichtaktivität in Ukonjärvi, Finnland war zunächst noch von ungeduldigem Warten und Bangen geprägt. Denn eine starke bis geschlossene Wolkendecke aus dichtem Stratocumulus verhinderte vorerst jeglichen freien Blick zum Himmel und es schien auch eine gefühlte Ewigkeit zu dauern, bis die Bewölkung trotz einer hoffnungsvollen Entwicklung, die sich am Wettersatellitenbild bereits abzeichnete, endlich abzog. Nach 22:30 Uhr LCT war es aber schließlich soweit, der Himmel klarte völlig auf und zeigte zunächst einmal ein höchst ungewohntes Bild. Das Polarlichtoval, dass im Normalfall vom Beobachtungsort aus mehr oder weniger hoch über dem Nordhorizont in Form gelbgrüner Bögen und Bänder oder auch anderer Strukturen gut auszumachen ist, war nicht aufzufinden. Offensichtlich hatte es sich bereits soweit äquatorwärts verlagert, dass es von Ukonjärvi aus gar nicht mehr zu sehen war. Damit befanden wir uns auf einmal an der polaren Seite des Polarlichtovals und diese offenbarte ein höchst interessantes Nordlichtverhalten. Farbflächen mit einer eigenartigen lila Farbe leuchteten auf und verschwanden wieder. Dann zeigten sich zwar auch die klassischen gelbgrünen Bänder, teils mit Strahlen durchsetzt, aber sie schienen nicht von irgendwoher zu kommen sondern leuchteten ebenfalls einfach an verschiedenen Stellen des Himmels auf um danach auch sofort wieder zu verblassen und nur den eigenartig lila und violett gefärbten Himmelshintergrund zurückzulassen. Kurz vor 1:00 Uhr LCT richteten sich unsere Blicke aber plötzlich nach Süden, denn das Polarlichtoval kehrte zurück und wie.

Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 00:58 Uhr
Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 01:06 Uhr
Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 01:07 Uhr
Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 01:09 Uhr

Den Moment, als auf einmal der Südhorizont rot zu leuchten begann, sich dann gelb verfärbte und sich weit hinaufragende violette Strahlen augenblicklich über die Bäume erhoben, werde ich wohl nie mehr vergessen. Dann zogen plötzlich grüne Bänder und Vorhänge über den Himmel und verliehen dem Polarlicht eine Buntheit, die ich hier nie für möglich gehalten habe. Später huschten auch noch abenteuerlichste Strukturen mit enormer Geschwindigkeit rasch über den Himmel, der mit einem Male so hell wurde, dass wir ehrfürchtige Beobachter Schatten in die grünlich gefärbte Schneedecke warfen. Es war atemberaubend, der Natur bei einem so grandiosen und gewaltigen Schauspiel einfach nur zuzusehen. Tief beeindruckt beendeten wir diesen Beobachtungsabend, an dem uns bewusst geworden war, dass wir hier etwas ganz Außergewöhnliches erleben durften.

Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 01:24 Uhr
Ukonjärvi, Finnland, 18. März 2015, 01:25 Uhr

Weitere Polarlichtbilder dieser denkwürdigen Nacht können in der Bildergalerie abgerufen werden.

Andreas Pfoser, 14. April 2015

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