Das Polarlichtoval
Jeder Nordlichtbeobachter überblickt nur einen Ausschnitt des Geschehens. Daher studierte Hermann Fritz Berichte aus vielen Regionen. 1881 trug er sie in eine Landkarte ein. Dabei entdeckte er die Existenz einer ringförmigen Polarlichtzone, in der die Aurora besonders häufig am Himmel gastierte. Diese umgab den arktischen Magnetpol in grob 2.500 km Abstand. Offensichtlich rotierte die Erde im Laufe eines Tages unter dem Polarlicht hinweg.
Höchst variable Lichtringe
Könnte man den Erdball aus der Vogelperspektive betrachten, zeigte sich: Die erwähnten Lichtblitze stammen aus zwei Ringen, die sich über der Erdoberfläche aufbauen. Ihr unsichtbarer Mittelpunkt liegt grob über dem jeweiligen Magnetpol, ist aber um etwa 450 km zur Nachtseite hin verschoben.
Das südliche Polarlicht-Oval, fotografiert von einem Satelliten - Foto: NASA
Der Innenrand existiert unter anderem, weil die Teilchen eben nicht ganz bis zu den Polen bzw. bis zum Erdboden kommen. Der Außenrand existiert, weil die Energie des aktuellen Teilchenstroms Grenzen hat.
Normalerweise besitzen die Ringe Durchmesser von 3.000 bis 4.000 km und Breiten von 200 bis 1.000 km (Werte nach Schlegel, siehe Literatur). Der nördliche Ring rotiert im Lauf der Nacht über nördliche Regionen Sibiriens, Nordskandinaviens, Kanadas oder Alaskas.Je höher die Energie der einfallenden Teilchen, desto weiter rückt der Außenrand von den Magnetpolen fort, desto dicker wird der Ring; gleichzeitig wächst er auch in seiner Höhe. Es ist ein wenig, als würde man einen Schwimmreifen aufblasen.Ein solcher Ring, "Aurora-Oval" genannt, ist nicht kreisrund. Ähnlich wie die Erdmagnetosphäre wird auch er auf der sonnenzugewandten Seite gestaucht, auf der abgewandten Seite gestreckt. Das gilt sowohl für den arktischen als auch für den antarktischen Ring.
Die simulierten Lichtringe - Grafik: NOAA
Vielsagende Simulation
>>> Wie lässt sich diese magnetische Störung am einfachsten ausdrücken?Die US-amerikanische NOAA simuliert die genannten Ringe (Bild oben) mit ganz aktuellen Daten. Die simulierten Farbringe zeigen an, wo die Aurora wahrscheinlich erscheint. Die Farbe - von grün nach rot - spiegelt die errechnete Wahrscheinlichkeit wieder.Man kann dieses Ovation Aurora Model nützen, um Beobachtungsmöglichkeiten abzuschätzen. Allerdings beziehen sich die Angaben auf die Sichtbarkeit im Zenit, also am Himmelsscheitel. Begnügt man sich mit horizontnahen Sichtungen, reicht das Beobachtungsgebiet des Nordlichts um rund tausend Kilometer weiter nach Süden.Bei konstantem Teilchenbeschuss würde sich der Außenrand des erwähnten Ovals dort am weitesten gen Süden vorschieben, wo ungefähr Mitternacht herrscht. Weil die Stärke der magnetischen Störung aber zeitlichen Schwankungen unterliegt, sollte man sie darauf aber besser nicht verlassen.