Weltraumwetter: Was ist das?

Das Weltraumwetter ist ein Forschungszweig der Physik, der sich mit den zeitlich verändernden Bedingungen innerhalb des Sonnensystems befasst, einschließlich des Sonnenwindes. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem die Erde umgebenden Raum, einschließlich der Bedingungen in der Atmosphäre oberhalb von ca. 85 km Höhe, wo sich Magnetosphäre, Ionosphäre und Thermosphäre befinden.

Das Weltraumwetter unterscheidet deutlich sich vom altbekannten Wetter in der unteren Atmosphäre. Der Begriff Weltraumwetter wurde erstmals in den 1950er Jahren verwendet, kam aber erst in den 1990er Jahren in den allgemeinen Sprachgebrauch.

Innerhalb des Sonnensystems wird das Weltraumwetter durch den Sonnenwind und das interplanetare Magnetfeld beeinflusst. Eine Vielzahl physikalischer Phänomene wird mit dem Weltraumwetter in Verbindung gebracht, darunter geomagnetische Stürme, ionosphärische Störungen, Störungen von Radio- und Radarsignalen sowie Polarlichter. Große Sonneneruptionen, sogenannte CMEs, und die damit verbundenen Schockwellen und koronale Wolken sind ebenfalls wichtige Treiber des Weltraumwetters, da sie auf die Magnetosphäre einwirken und geomagnetische Stürme auslösen können.

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Solare energiereiche Teilchen, die durch Sonneneruptionen beschleunigt werden, können sogenannte “solare Teilchenereignisse” (SPEs) auslösen, die ein kritischer Faktor für das Weltraumwetter sind, da sie die Elektronik an Bord von Raumfahrzeugen beschädigen können. So wurde am 21. April 2002 die Nozomi-Mars-Sonde von einem großen SEP-Ereignis getroffen, das einen Ausfall der Elektronik verursachte. Die Mission, die bereits etwa 3 Jahre hinter dem Zeitplan lag, musste im Dezember 2003 aufgegeben werden. SPEs können auch das Leben von Astronauten bedrohen und stellen eine Gefahr von Strahlungsschäden für die Luftfahrt in großen Höhen dar.

Magnetstürme können zudem elektrische Felder in der Erdoberfläche verursachen. Entsprechende Spannungsdifferenzen können über Erdverbindungen in Stromnetze gelangen und unkontrollierte elektrische Ströme erzeugen, die den Netzbetrieb stören, Transformatoren beschädigen, Schutzrelais auslösen und Stromausfälle verursachen. Ein solches Ereignis wurde während des Magnetsturms im März 1989 beobachtet, der den vollständigen Zusammenbruch des Stromnetzes von in der Region Québec in Kanada verursachte, neun Millionen Menschen waren vorübergehend ohne Strom.

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Glücklicherweise hat das Weltraumwetter kaum Auswirkungen auf das “normale” Wetter am Boden. Die Energiemenge, die durch Weltraumwetterphänomene in die Troposphäre und Stratosphäre gelangt, ist sehr gering im Vergleich zur Sonneneinstrahlung im sichtbaren und infraroten Bereich des solaren Spektrums.

Obwohl ein gewisser Zusammenhang zwischen dem 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus und dem Klima der Erde behauptet wurde, konnte dies nie endgültig verifiziert werden. Zum Beispiel wurde oft behauptet, dass die 70-jährige Periode fast ohne Sonnenflecken in den Jahren 1645 bis 1715 (das sogenannten “Maunder-Minimum”), mit einem kühleren Klima korreliert, aber diese Korrelationen konnten in weiteren Studien nicht bestätigt werden.

Der vorgeschlagene Zusammenhang, dass Veränderungen der kosmischen Strahlung Auswirkungen auf die Menge der Wolkenbildung haben, ist bisher nicht hinreichend bewiesen. Auch Studien, die die Variationen in der solaren Aktivität einen Einfluss auf das Gleichgewicht zwischen El-Niño- und La-Niña-Ereignissen haben soll, konnte bisher nicht überzeugend bestätigt werden.

Wer sich für Weltraumwetter interessiert, dem sei die Website https://sonnen-sturm.info/ empfohlen. Hier gibt es viele interessante Informationen mit Schwerpunkten wie Polarlicht, Satellitenbilder und Kosmische Strahlung. Interessant ist auch die Website des “Space Weather Prediction Centers” der amerikanischen Ozean- und Wetterbehörde NOAA. Dort gibt es aktuelle Messwerte und Vorhersagen zu allen Phänomenen, die mit der Sonnenaktivität zusammenhängen.