2017

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 2017 einen weiteren Rückgang feststellen. So gab es insgesamt nur noch 286 Flares der Klasse C oder höher (Strahlungsleistung > 0,000001W/m²) (z.Vgl. 2016: 337). Das ist der niedrigste Wert seit dem Jahr 2010 und ein untrügliches Zeichen, dass wir uns allmählich dem Ende des so schwachen Sonnenaktivitätszyklus 24 nähern. Vermutlich wird das Fleckenminimum etwa zwischen Dezember 2019 und März 2021 eintreten. Der aktivste Monat im Jahr 2017 war noch der September mit immerhin 99 Sonneneruptionen. Im Gegensatz dazu gab es aber auch schon zwei Monate, in denen überhaupt keine Flares ab der Klasse C mehr aufgetreten sind, November und Dezember. Dies war zuletzt vor 8 Jahren im November 2009 der Fall gewesen. Auch Flares ab der Klasse M (Strahlungsleistung > 0,00001W/m²) waren 2017 überwiegend eine seltene Erscheinung, lediglich aufgrund des hochaktiven September, welcher alleine gleich für 31 dieser Ereignisse verantwortlich zeichnet, stieg die Jahresgesamtzahl mit 43 noch über den Vergleichswert des Vorjahres (2016: 16). Der September war dann auch der einzige Monat, in welchem auch noch der Schwellwert für X-Klasse-Flares (Strahlungsleistung > 0,0001W/m²) überboten wurde, immerhin gleich 4 mal (2016: 0), was den September 2017 zum aktivsten Monat seit knapp 3 Jahren, seit dem Oktober 2014, macht. Die intensivste Sonneneruption des Jahres trat übrigens am 6. September 2017 um 12:02 UTC (14:02 MESZ) auf. Mit der Stufe X9.3 markierte sie den bisherigen Höchstwert des aktuellen Sonnenfleckenzyklus und den höchsten Wert seit dem X17-Flare am 7. September 2005.

 
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 2017 wurden nach dieser Definition insgesamt 3 Protonen-Events der Klasse S1 (Raumdurchflussstärke > 10p/srcm²s) aufgezeichnet (z.Vgl. 2016: 1), davon konnten 2 auch die Schwelle zur Klasse S2 (Raumdurchflussstärke > 100p/srcm²s) überbieten (2016: 0), immerhin 1 schaffte auch noch S3-Level (Raumdurchflussstärke > 1000p/srcm²s) (2016: 0). Der Jahreshöchstwert erreichte dabei 1038p/srcm²s und wurde am 10. September 2017 um 18:45 UTC (20:45 MESZ) inmitten eines 5 Tage 00 Stunden 40 Minuten andauernden Protonen-Sturms erzielt. Auch wenn die Anzahl der Protonen-Events heuer über dem Vergleichswert des Vorjahres lag, darf dies jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Häufigkeit dieser Ereignisse seit dem Höhepunkt im Jahr 2012 weiterhin rückläufig ist.

 
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 2017 blieb der Ap-Wert erneut und insgesamt bereits das vierzehnte Jahr ohne Unterbrechung unter dem langjährigen Durchschnitt (1933-2008) von 14,4. Mit 10,4 lag er dabei nur ganz knapp unter dem Wert des Vorjahres und markierte damit trotz des deutlichen Verfehlens des langjährigen Durchschnitts den insgesamt drittbesten Wert des aktuellen Fleckenzyklus. Am geomagnetisch aktivsten zeigte sich dabei der September mit einem Ap-Index von 18,2. Dieser Wert war das einzige überdurchschnittliche Monatsmittel im Jahr 2017, und angesichts der seit Jahren anhaltend geringen geomagnetischen Aktivität muss man damit schon bis zum September 2005, also 12 Jahre, zurückblicken, um einen Monat mit höherer Aktivität zu finden. Die geringste geomagnetische Aktivität dieses Jahres verzeichnete übrigens der Juni mit einem Ap-Index von nur 6,1.

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 2017 (in den Spalten rechts der Vorjahreswert sowie kursiv der langjährige Durchschnitt 1933-2008):

Als der geomagnetisch aktivste Monat des Jahres 2017 zeigte sich auch in dieser Hinsicht der September mit nur 10 „ruhigen“ Tagen, dazu kommen 8 „unbeständige“, 7 „aktive“ Tage und immerhin 3 Tage der Kategorie „leichter Sturm“, 1 Tag der Kategorie „großer Sturm“ sowie sogar 1 Tag der Kategorie „schwerer Sturm“ (8. September 2017). Das ist durchaus beachtlich, denn um eine zumindest hinsichtlich der „Sturm-Kategorien“ noch bessere Bilanz zu finden, muss man auch hier genau 12 Jahre bis zum September 2005 zurückblättern, damals gab es 3 Tage „leichten Sturm“, 2 Tage „großen Sturm“ und 1 Tag „schweren Sturm“. Als geomagnetisch ruhigster Monat des Jahres erwies sich wieder der Juni mit diesmal gleich 23 „ruhigen“ Tagen, dem höchsten Wert seit fast 3 Jahren (Juli 2014, 29 „ruhige Tage“). So gab es in diesem Juni nur 1 Tag, welcher gerade einmal 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 im Normalfall 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 gerade mal 0,3 Fällen pro Jahr nur noch sporadisch in Erscheinung treten. Im Jahr 2017 gab es nur an 53 Tagen einen G1-Sturm (z.Vgl. 2016: 63), an 16 Tagen einen G2-Sturm (2016: 18) und an lediglich 4 Tagen trat ein G3-Sturm (2016: 0) auf. An 2 Tagen wurde ein G4-Sturm (2016: 0) registriert, und zwar am 7. sowie am 8. September 2017. Der bislang letzte G5-Sturm ist schon lange 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 führte in den letzten Jahren zu einer übermäßig rasch ansteigenden Zahl an Polarlichtbeobachtungen, die einen Vergleich mit früheren Jahren unmöglich macht. So konnte im deutschsprachigen Raum entsprechend dem umfangreichen und schön gestalteten Polarlichtarchiv von Andreas Möller im Jahr 2017 die den vergangenen Jahren kaum nachstehende Zahl von 25 Nächten (2016: 42) mit Polarlicht notiert werden. Die ebenfalls sehr gut geführte Polarlichtstatistik von Thomas Sävert spricht von zumindest 20 Nächten mit sichtbaren oder fotografisch nachweisbaren Polarlichtern. Die meisten dieser Ereignisse waren aber natürlich nur schwach ausgeprägt und konnten teilweise überhaupt nur fotografisch festgestellt werden. Vom Abend des 8. September 2017 liegen allerdings trotz weitläufig schlechtem Wetter im deutschsprachigen Raum einzelne spektakuläre Sichtungen aus Mitteleuropa vor, von großflächig diffus violettem, teils aber auch grün leuchtendem Polarlicht, darunter eine Sichtung aus dem Waldviertel.

Andreas Pfoser, 28. Februar 2018

Quellen der Rohdaten:
NOAA, Space Weather Prediction Center
Deutsches GeoForschungsZentrum, Helmholtz-Zentrum, Potsdam
WDC SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brussels