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Beeinflusst die Sonne die Blitzintensität in Europa?

Sonnenaktivität und Weltraumwetter beeinflussen das irdische Wetter

Glaubt man einer 2014 veröffentlichten Studie Britischer Forscher, so soll die Sonne Einfluss auf die Blitzintensität über Europa haben.

Die Forscher stießen auf einen auffälligen Zusammenhang: Wenn die Sonnenaktivität besonders hoch ist und ein starker Sonnenwind oder ein Sonnensturm auf das Erdmagnetfeld trifft, blitzt es in Europa häufiger und stärker. Selbst 40 Tage nach einem besonders schweren Sonnensturm soll sich die Anzahl und Stärke der Blitze um 30 bist 50 Prozent erhöhen, so die Wissenschaftler.

blitzsolar

Heliosphärisches Magnetfeld

Der aus geladenen Teilchen bestehende Sonnenwind bewirkt ein sich von der Sonne entfernendes, rotierendes Magnetfeld. In dem vom solaren Plasma gefüllten Raum, der Heliosphäre, gibt es eine Stelle, an der die Polarität des interplanetarischen Magnetfeldes (IMF) von Nord nach Süd wechselt. Oder anders gesagt: Es gibt eine Grenzschicht, die Bereiche des Sonnenwindes mit entgegengesetzt gerichteten Magnetfeldern voneinander trennt. Es entsteht ein Gebilde, das um die Sonne rotiert und sich etwa in Höhe der Sonnenäquatorebene so weit ausdehnt, wie der Sonnenwind reicht.

Die Parkerspirale
Die Heliosphärische Stromschicht erstreckt sich über das gesamte innere Sonnensystem

Dieses Feld heißt Heliosphärische Stromschicht oder auf Englisch Heliospheric current sheet, oft abgekürzt als HCS. Die Form hängt sehr stark von dem aktuellen Magnetfeld der Sonne ab, welches vom normalen Dipol bis zu einem Feld mit z.b. zwei Nordpolen variieren kann.

So sollen unter anderem auch genau diese Richtungswechsel im Heliosphärischen Magnetfeld dafür sorgen, dass geladenen Teilchen vom Sonnenwind und auch kosmische Strahlung in die obere Schicht der Atmosphäre eindringen und deren elektrischen Eigenschaften beeinflusst.. Diese Veränderungen des Erdmagnetfelds wirken wie eine Extrabatterie im atmosphärischen Stromkreis und sollen dazu beitragen, dass sich Gewitterwolken besonders stark aufladen.

 

Sonnenwind verformt unser Erdmagnetfeld

sonnenwind
Auswirkung des Sonnenwind-Magnetfeldes sind so genannte Rekonnektionen © Melissa Thomas, Spektrum der Wissenschaft

 

Das Erdmagnetfeld wird ständig vom Sonnenwind verformt. Dabei wir es auf der Sonnenseite zusammengedrückt, während es auf der entgegengesetzten Seite in die Länge gezogen wird. Je stärker der Sonnenwind bläst, desto stärker wird das Magnetfeld zusammengestaucht. Dies ist z.b. bei einem Sonnensturm der Fall. Zusätzlich kann das vom Sonnenwind mitgeführte interplanetare Magnetfeld (IMF) seine Richtung und Stärke ändern. Verlaufen die Magnetischen Feldlinien des IMF entgegengesetzt zum irdischen Magnetfeld, kann es zu einer Rekonnexion kommen – eine Art Kurzschluss bei der sich die Feldlinien aufspalten und neu ordnen. An den Polen der Erde können dann die energiereichen Teilchen des Sonnenwinds in die Erdatmosphäre eindringen. Vor allem nach starken Sonneneruptionen, die Sonnenstürme in Richtung Erde schleudern, kommt es zu starken interstellaren Magnetfeldern. Sind die Feldlinien gegenläufig, treten in diesem Fall deutlich häufiger magnetische Kurzschlüsse auf; entsprechend mehr Partikel gelangen in die Erdatmosphäre. Die Interaktion mit den Teilchen der Luft ist für uns dann als Polarlicht sichtbar. Allerdings spielt sich das ganze weit oberhalb der Schicht ab, in der Gewitterwolken und Blitze auftreten – so glaubte man zumindest bisher.

Nun haben die Wissenschaftler aber festgestellt, dass es wohl zu Ausnahmen kommen kann. Bei besonders starken Sonnenstürmen sollen die geladenen Teilchen tiefer in die Atmosphäre eindringen als bisher gedacht. Dadurch kann es zu veränderten elektrischen Eigenschaften in der Luft kommen und so die Häufigkeit und Stärke von Blitzen mitbestimmen, erklärt Chris Scott von der University of Reading.

Kosmische Ereignisse bei Wettervorhersagen berücksichtigen

Nach Ansicht der Wissenschaftler sollen die Erkenntnisse aus der Studie in Zukunft helfen die Wettervorhersage und speziell das Auftreten von Blitzen und Gewittern zu verbessern.

Matt Owens von der University of Reading erklärte „Wir wollen nun Wettervorhersagen, die das Auftreten von Gewitterwolken prognostizieren, mit der Entwicklung des solaren Magnetfelds kombinieren . Eine verlässliche Vorhersage der Blitzintensität könnte damit eine reale Möglichkeit werden.“

Wie entstehen Gewitterblitze?

Gewitter in Schwabach
Gewitter in Schwabach / Michael Kolb / Wetter für Schwabach

Blitze entstehen, wenn Temperaturunterschiede oder hohe Luftfeuchtigkeiten zwischen naheliegenden Luftmassen vorherrschen und stellen einen Ausgleichsmechanismus dar.

Besonders im Sommer sammelt sich bei uns häufig wärmere und feuchtere Luft als gewohnt an, etwa bei einer südwestlichen Luftströmung. Irgendwann trifft auf diese allerdings auch wieder eine typische, verglichen aber kühlere Luftmasse auf diese. In der warmen Luft ist viel Feuchtigkeit und Energie gespeichert, die sich durch die Spannung der Luftmassenunterschiede entladen muss, es kommt also zu Blitzentladungen.

Luftmassenunterschiede werden aber nicht nur horizontal, sondern auch vertikal durch Blitze ausgeglichen, etwa wenn sich in mehreren Kilometern Höhe sogenannte Kaltlufttropfen befinden. Diese stammen aus Polarregionen und entspringen regelmäßig in unsere Breiten. Im Frühjahr und im Herbst sind die Temperaturunterschiede zwischen der polaren Höhenluft und der europäischen Bodenluft am Höchsten, sodass es auch dann vermehrt zu Blitzeinschlägen kommen kann, auch wenn die Luftfeuchte nicht besonders hoch ist.

Es gibt aber noch eine weitere wichtige Voraussetzung für Blitze. So muss nicht nur eine hohe Temperaturdifferenz zwischen den unterschiedlichen Luftmassen bestehen, auch sollte die Wärmere eine bestimmte Mindesttemperatur besitzen, da die Temperatur immer eine gewisse Energiemenge der Luft repräsentiert. So kommt es im Winter also überaus selten zu Blitzeinschlägen, es sei denn eine hohe Temperaturdifferenz kann hier alleine für diese Spannungen zwischen zwei Luftmassen sorgen.

(Environmental Research Letters, 2014; doi: 10.1088/1748-9326/9/11/115009)
(University of Reading, 01.12.2014 – NPO)
Text „Wie entstehen Gewitterblitze?“ –  WetterFuerHagen

Über Dominik Zgrzendek

Mein Name ist Dominik Zgrzendek, ich bin 29 Jahre alt und Gründer des Weblogs „Sonnen-Sturm.info“. Die Astronomie sowie die Beobachtung der Sonne ist ein langjähriges Hobby von mir. Mit diesem Weblog möchte ich euch an meinem Hobby teilhaben lassen und hoffe so, einige für die Astronomie begeistern zu können!

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Ein Kommentar

  1. Die Sonne hat auch Einfluss auf den Menschen. Nicht nur die Psyche wird durch Magnetfelder beeinflusst, sondern auch das Bewusstsein. Einfach mal nach Dieter Broers googeln 😉

    Herzlichst
    Martina

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