ZUSAMMENFASSUNG

Weltraumwetter und Sonnenforschung

Unsere Wetterprognosen sind im Wesentlichen eine Vorhersage der zu erwartende Sonnenscheindauer und der Intensität der Sonneneinstrahlung, die sich wiederum in der Temperatur der Luft, Luftfeuchtigkeit, der Wolkendecke und diversen Niederschlägen widerspiegelt.

Die regionalen Unterschiede werden durch die unterschiedlichen Sonneneinstrahlung auf der Erde produziert, denn es herrschen keine ausgeglichenen Bedingungen.

Ein Teil der Strahlung wird von Teilchen in der Atmosphäre, von den Wolken oder von der Erdoberfläche reflektiert und wieder zurück ins Weltall geschickt.

Der restliche Anteil der Sonneneinstrahlung wird von der Atmosphäre, den Wolken und der Erdoberfläche aufgenommen und in Form von Wärme gespeichert. Dadurch erwärmen sich die Atmosphäre und die Erdoberfläche.

In der Nacht strahlen die Atmosphäre und die Erdoberfläche die Wärme, die sie tagsüber gespeichert haben, in Form von langwelliger Wärmestrahlung wieder ab. Ein Teil dieser Wärme wird wieder ins Weltall abgegeben aber ein Rest wird in der Atmosphäre und der Erdoberfläche gespeichert.

Dabei spielt der Einstrahlwinkel (Neigung der Erdachse) und die Dauer des Tages eine große Rolle und beides ist auf der Erdoberfläche eben verschieden.

Die Luftströmungen, die den Wärmeausgleich zwischen Äquator und den Polen schaffen, finden sowohl horizontal als auch vertikal statt und führen zur Entstehung von bestimmten Zirkulationsmustern.

Hoch- und Tiefdruckgebiete einhergehend mit einer Wolkendecke und Treibhausgasen gestalten diesen Wärmeausgleich.

Dieses Wetter ist jeden von uns gut bekannt und ist ein beliebter Gesprächsstoff und unsere Sonne ist der Motor des Klimas.

Aber was spielt sich außerhalb der Lufthülle im Weltall ab, und welche Auswirkungen hat dieses "Weltraumwetter" auf unserer Leben auf der Erde?

Auch hier ist unsere Sonne eine bestimmende Kraft.

Speziell in Erdnähe können die Veränderungen wahrgenommen werden, die für uns das Weltraumwetter ausmachen.

Zwei große Ursachen gibt es dafür: Sonnenaktivitäten die den "Sonnenwind" erzeugen und die kosmische Strahlung von anderen Sternen, die bis zur Erde vordringen.

Obwohl diese Sonnenaktivitäten überraschenderweise keinen nachweisbaren Einfluss auf das Klima auf der Erde haben, gibt es doch vehemente Auswirkungen.

Am bekanntesten ist Carrington-Ereignis im Jahr 1859.

Der Astronomen Richard Christopher Carrington beobachtete mehrere starke Sonneneruptionen ( 28. August bis 4. September 1859) die nach etwa 18 Stunden die Erde erreichten.

Es wurde der bisher mächtigste geomagnetische Sturm registriert.

In den höheren Breiten Nordeuropas und Nordamerikas schossen Starkströme durch Telegrafenleitungen, Telegrafenpapier fing Feuer, und das gerade weltweit installierte Telegrafennetz wurde massiv beeinträchtigt.

Polarlichter konnten in Rom, Havanna und Hawaii beobachtet werden.

Wahrscheinlich war aber das Ereignis am 17 September 1770 noch stärker, behaupten zumindest japanische Wissenschaftler, die historische Aufzeichnungen jetzt ausgewertet haben.

1912 beschrieb Victor Franz Hess eine sogenannte Höhenstrahlung und beobachtete dabei die Zunahme der elektrische Leitfähigkeit der Atmosphäre und der Gammastrahlung bei einer Ballonfahrt. Das waren die Auswirkungen der kosmische Strahlung eines hochenergetischen Teilchenstroms, der von der Sonne, der Milchstraße und von fernen Galaxien kommt. Es handelt sich um ein Plasma, das vorwiegend aus Protonen, Elektronen und vollständig ionisierten Atomen besteht.

Der norwegische Physiker Kristian Birkeland meinte Anfang des 20. Jahrhunderts, dass die Polarlichter durch Teilchenströme von der Sonne ausgelöst werden. 1959 führte E. N. Parker die englische Bezeichnung "solar wind" ein.

Am 9. März 1989 kam es wieder zu einem starken geomagnetischen Sturm und die Stromversorgung ( Starkstromleitung) in Québec war davon betroffen und manche glaubten auch an militärische Aktionen, die damals durch den kalten Krieg möglich gewesen wären.

Bei anderen sonnenähnlichen Sternen treten sogenannte Superflares auf, die bis zu eine Million Mal so energiereich wie die größten bisher beobachteten Sonneneruptionen sein können. Bei erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone würde die Ozonschicht zerstört und das könnte die Ursache für ein Massensterben von landgestütztem Leben sein.

Für unsere Sonne werden Superflares am unteren Ende der Skala alle 5000 Jahre vorhergesagt, die Bordelektronik aller Satelliten und auch das elektrische Hochspannungsnetz könnten schwer beschädigen werden.

Seit über 70 Jahren gibt es in Österreich das Kärntner Observatorium Kanzelhöhe, das ursprünglich im Zweiten Weltkrieg von der deutsche Luftwaffe gegründet wurde, um die Störungen der Funkwellen in der Ionosphäre zu erforschen und zu beobachten.

Heute ist das Geschichte und diese auf etwa 1.500 Meter Seehöhe gelegenen Einrichtung auf der Kanzelhöhe bei Villach ist eine Außenstelle des Institutes für Astronomie der Universität Graz.

Hier befindet sich jetzt die österreichische Vertretung im internationalen ISES-Weltraumwetter-Netzwerk und eine europäische Kernstation zur Sonnenbeobachtung im Rahmen des "Space Situational Awareness"-Programms der Europäischen Weltraumbehörde ESA . Auf der Homepage können die aktuellen Messungen des "Weltraumwetters" eingesehen werden.

In der Vergangenheit und in der Gegenwart wurden international große Anstrengungen unternommen um die Sonnenforschung voranzubringen.

Besonders hervorzuheben sind hier die 1995 gestartete Raumsonde SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) von der ESA und NASA aber auch
die Raumsonden des Projekts STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) der US-Raumfahrtbehörde NASA die 2006 gestartet wurden. Sie bringen uns laufend neue Informationen über das Weltraumwetter.

Dem STEREO Projekt verdanken wir etwa die Erkenntnis, dass die Erde am 23. Juli 2012, einem "solaren Supersturm" nur knapp entgangen ist, weil der koronare Masseauswurf nicht in Richtung Erde erfolgte.

Wir Menschen sind bei diesen Beobachtungen weitgehend von Messinstrumenten abhängig, weil wir kein Organ haben das hochenergetische Strahlungen registrieren kann. Trotzdem sind die gefährlichen Strahlungen der Partikelströme des Weltraumwetters eine Gefahr für die Gesundheit und Genetik der Lebewesen auf der Erde und für unsere moderne Technik.

weitere Infos: 

Observatorium Kanzelhöhe
http://www.spaceweather.at
https://de.wikipedia.org/wiki/Observatorium_Kanzelh%C3%B6he

The International Space Environment Service
http://www.spaceweather.org/

Weltraumwetter
https://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumwetter

Kosmische Strahlung
https://de.wikipedia.org/wiki/Kosmische_Strahlung

Sonnenwind
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind

Superflare
https://de.wikipedia.org/wiki/Superflare

The September 1770 solar storm
http://www.nipr.ac.jp/english/info/notice/20170928.html

Das Carrington-Ereignis
https://de.wikipedia.org/wiki/Carrington-Ereignis

März 1989 Quebec blackout
https://en.wikipedia.org/wiki/March_1989_geomagnetic_storm

23.juli 2012 CME extreme solar storm
https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/23jul_superstorm/

List of solar storms
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_solar_storms

Deep Space Climate Observatory
https://de.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_Climate_Observatory

SOHO
https://de.wikipedia.org/wiki/Solar_and_Heliospheric_Observatory

STEREO
https://de.wikipedia.org/wiki/STEREO

Die Parker Solar Raumsonde
https://www.meinbezirk.at/leopoldstadt/freizeit/die-parker-solar-raumsonde-d2867378.html

Unsere Sonne und die Grenzen unseres Sonnensystems
https://www.meinbezirk.at/leopoldstadt/freizeit/unsere-sonne-d2806727.html