Vorkommen von polarlichtern

Normalfall Wo Polarlicht im Normalfall auftritt, ist sehr gut aus der Folie, die ich zur Entstehung schon einmal gezeigt habe, ersichtlich: Die Feldlinien, an denen sich die Elektronen auf ihrem Weg aus der Plasmaschicht entlang bewegen, beginnen in der Nähe der Pole.Genau betrachtet ist es ein ringförmiges Gebiet, in das die Elektronen einfallen und das Polarlicht erzeugen. Im Laufe eines Tages dreht sich die Erde nämlich unter der Einfallszone weg, so dass immer andere Gebiete darunter zu liegen kommen. Dieser Ring erstreckt sich im übrigen nicht um den geographischen, sondern um den magnetischen Pol, welche ja wie bereits erwähnt nicht identisch sind. Da er nicht genau ringförmig, sondern leicht oval ist, spricht man vom "Polarlichtoval". Das südliche Polarlichtoval erstreckt sich fast nur über die Antarktis, das nördliche über Skandinavien, Grönland, Nordkanada und Sibirien.
In diesen zwei Gebieten treten Polarlichter fast jede Nacht auf. Sie treten an beiden Polen gleichzeitig auf und sind fast wie Spiegelbilder von einander.


Spezialfall

Das Polarlichtoval ist ja sowohl pol- als auch äquatorwärts begrenzt. Diese Begrenzung lässt sich wie folgt erklären: polwärts führen die Magnetfeldlinien von einer bestimmten geographischen Breite ab nicht mehr in die Plasmaschicht sondern durch den Rand des Schweifs in den Weltraum hinaus. Die äquatorwärts vom Oval liegenden Feldlinien reichen ebenfalls nicht in die Plasmaschicht, sie schliessen sich bereits früher.
Dennoch kann es vorkommen, dass auch in mittleren und niedrigen geographischen Breiten, d.h. äquatorwärts des Polarlichtovals, Polarlicht vorkommt. Dies kommt folgendermassen zustande:
Der Sonnenwind weht nicht immer gleichmässig und stetig, seine Geschwindigkeit und die Teilchenanzahl variieren aufgrund komplizierter Vorgänge auf der Sonne. Neben kleinen Schwankungen, welche immer vorhanden sind, kann es auch zu starken und abrupten Änderungen kommen. Dabei kann sich die Geschwindigkeit der Sonnenwindteilchen auf über 1000 km pro Sekunde erhöhen und ihre Anzahl sich vervielfachen. Diese Änderung, man könnte sie mit einer Sturmböe vergleichen, hat natürlich auch Auswirkungen auf die Erdmagnetosphäre.
Der Schweif wird kurzzeitig so zusammengedrückt, dass Teilchen aus der Plasmaschicht herausgequetscht werden. Die Magnetfeldlinien werden dabei gedehnt und ziehen sich danach wieder zusammen wie Gummibänder. Dabei nehmen sie die Teilchen mit, so dass sich diese entweder nach hinten aus der Magnetosphäre hinaus oder nach vorne in Richtung Erde bewegen. Nun liegen auch Feldlinien innerhalb der Plasmaschicht, die äquatorwärts vom Polarlichtoval beginnen. Diese stark vereinfachte Beschreibung erklärt, warum auch in unseren breiten Polarlicht vorkommen kann. In Mitteleuropa kommt es im Durchschnitt etwa 1-3 Mal pro Jahr, in den Mittelmeerländern nur etwa alle 15-20 Jahre einmal vor.



Einteilung

Polarlichter können in Form, Farbe und Helligkeit sehr unterschiedlich sein. Bei ruhigen Bedingungen, d.h. bei keinen grossen "Böen" des Sonnenwindes, beobachtet man innerhalb des Polarlichtovals den sogenannten "ruhigen" Bogen. Er erstreckt sich in ost-westlicher Richtung über den Himmel und kann über 10 Minuten lang völlig ruhig stehen. Oft sieht man auch mehrere Bögen hintereinander. Treten Störungen im Sonnenwind auf, verformt sich der ruhige Bogen und es können Beulen oder Falten entstehen. Man spricht dann von Bändern, weil diese Erscheinungen wie Leuchtbänder über den Himmel fliessen. Sie wechseln schnell ihre Farbe, Form und Helligkeit.
Als Corona, nicht zu verwechseln mit der zu Beginn erwähnten Sonnenkorona, bezeichnet man eine Polarlichtform, die der Beobachter genau im Zenith sieht. Die einzelnen Strahlen scheinen hier in einem Punkt zusammenzulaufen.
Vorhänge nennt man schliesslich dünne, schleierförmige Polarlichter, die bis zu mehreren 100 km Höhe reichen. Oft scheinen helle Sterne durch sie hindurch.