Auroraeffekt


Sonnenaktivität im Jahre 1989

On 13 March 1989, the voltage of Quebec's power grid began to fluctuate alarmingly. Seconds later, the lights went out across the entire province. Some 6 million people were without electricity for nine hours. Within two days, NASA had lost track of some of its spacecraft and the northern lights were glowing in the sky south of London. As described in the 3 February 1996 issue of The New Scientist, these events had the same cause - a monumental Solar Storm, the fiercest for 30 years. Its Auroral display over the Eastern USA

Am 13. März 1989 begann gegen 02:44 Ortszeit (07:44 UTC) die Spannung der Hochspannungsleitungen in der kanadischen Provinz Quebec plötzlich bedenklich zu schwanken. Nur 25 Sekunden später folgte ein Stromausfall in der gesamten Provinz. Etwa sechs Millionen Einwohner hatten ganze neun Stunden keinen elektrischen Strom. Zwei Tage lang hatte die NASA die Kontrolle über ihre Raumfahrzeuge verloren, und sogar am Himmel im Süden Londons konnten Nordlichter gesichtet werden. Wie die Zeitschrift "The New Scientist" in ihrer Ausgabe vom 3. Februar 1996 beschrieb, waren diese Erscheinungen auf dieselbe Ursache zurückzuführen gewesen: einen gigantischen Sonnensturm, den stärksten seit 30 Jahren. Die Nordlichter waren über dem ganzen nordamerikanischen Kontinent zu beobachten.

Rarely has the power of a solar flare been more dramatically displayed than in early March 1989. Over a period of ten days, a series of violent flares unleashed a combined shower of radiation, energized particles, and magnetism that knocked out electricity all across the province of Quebec, rendered normal radio frequencies unusable, and draped the night skies of the Northern Hemisphere with a crimson aurora borealis that could be seen as far south as Key West, Florida.

Noch nie wurde einem die Wucht einer Sonneneruption deutlicher als Anfang März 1989 vor Augen geführt. Über einen Zeitraum von etwa zehn Tagen folgte eine Eruption nach der anderen, verbunden mit Röntgenstrahlung, geladenen Partikeln und Magnetismus, der imstande war, die elektrische Versorgung überall in der Provinz Quebec zusammenbrechen und herkömmliche Rundfunkfrequenzbereiche unbrauchbar werden zu lassen. Dabei erschienen gleichzeitig am Nachthimmel auf der Nordhalbkugel Nordlichter, die sogar bis weit in den Süden der USA hinunter, bis Key West in Florida sichtbar wurden.

On March 13, 1989, for example, a radio amateur in Rhode Island was able to contact a second operator in England using the VHF band of 50 megahertz.

Was nun den Amateurfunk angeht, konnte berichtet werden, daß von Rhode Island bis England der UKW-Bereich ab 50 Megahertz für Funkverbindungen genutzt werden konnte, was sonst völlig unmöglich ist.

As the flares' extreme-ultraviolet flux heated and expanded Earth's upper atmosphere, the increased atmospheric drag reduced the orbital energy of hundreds of satellites in low Earth orbit. This knocked the spacecraft into lower and faster orbits, causing ground controllers to temporarily lose contact with them. Meanwhile, many of the 7,000 orbiting objecs that are tracked by the U.S. Space Surveillance Network were lost from view.

Weil nun die ultraviolette Strahlung des "Sonnenwindes" die obere Erdatmosphäre aufheizte und damit vergrößerte, veränderte dies den Luftwiderstand und in Folge das Gleichgewicht zur Schwerkraft bei zahllosen Satelliten, die nun in eine niedrigere Umlaufbahn taumelten. Auch die Raumfahrzeuge wurden infolgedessen in niedrigere und schnellere Erdumlaufbahnen gezwungen, was dazu führte, daß zumindest zeitweise die Kontrolle vom Boden aus massiv erschwert wurde. In der Zwischenzeit konnte festgestellt werden, daß eine Vielzahl der insgesamt etwa 7000 Flugobjekte im Weltraum, die von der amerikanischen Weltraum-Überwachungsbehörde unter ständiger Beobachtung standen, nicht mehr auffindbar waren.

A series of exceptional solar flares in March 1989, widely reported at the time, had extensive effects on the Earth's ionosphere according to three papers in the Journal of Geophysical Research. These effects included the rapid upwards drift of plasma, the strong depletion of ionosphereic density at low latitudes, (a sort of equatorial ionospheric 'hole') and the creation of wavelike oscillations. These reports are among the first detailing the influence of the most recent maximum in solar activity, the March 1989 events in particular.

Diese Serie von Sonneneruptionen im März 1989, die weltweit gleichzeitig beobachtet werden konnten, hatte extreme Auswirkungen auf die Jonosphäre, wie man es drei Ausarbeitungen des "Geophysikalischen Forschungs-Journals" entnehmen kann. Diese Effekte bewirkten eine Ausdehnung des Plasmas nach oben bei gleichzeitiger starker Ausdünnung desselben in niedrigeren Höhen ( - insbesondere im Bereich um den Äquator herum entstand geradezu ein Loch - ) und eine bislang unbeobachtete, rasche, wellenförmige Schwingungsneigung. Soweit man dies den ersten geaueren Untersuchungen entnehmen kann, stehen diese Effekte in unmittelbarem Zusammenhang mit der bislang stärksten zu verzeichnenden Sonnenaktivität im März 1989.

The effects of the solar activity on the ionosphere are but an example of the influence of solar activity on the Earth and its environment. A spectacular series of solar X-ray flares was produced by a large, complex sunspot group during the period 6-19 March 1989, causing numerous effects at the Earth which remind us that the Sun's influence on us extends far beyond the radiation that lights our way and warms us. The energetic particles escaping from the active Sun can disrupt communications, upset the routine activities of spacecraft in geostationary orbit, cause crippling power failures, and result in brilliant auroral displays at latitudes much lower than normal.

Diese Auswirkungen der Sonnenaktivität auf die Jonosphäre sind offenbar bloß ein kleiner Vorgeschmack auf das, was alles noch an Einflußmöglichkeiten der Sonne auf unseren blauen Planeten und seine Umwelt existieren mag, von dem wir wohl heute noch nichts wissen. Die Sonne bringt uns nicht nur Licht und Wärme, die bemerkenswerte Serie von Eruptionen, die zahlreichen Sonnenflecken mit ihrer Röntgenstahlung während der Periode vom sechsten bis neunzehnten März 1989 zeigen uns überdeutlich, daß die energiegeladenen Teilchen der Sonnen unsere Kommunikationssysteme empfindlich treffen, die Routineaktivitäten in geostationären Weltraumlabors praktisch stören und die Hochspannungs-Überlandleitungen zum völligen Zusammenbruch bringen können, alles begleitet von brillanten Lichterscheinungen am Nachthimmel ungewohnterweise bis weit in den Süden hinein.

The March flares produced the "great" magnetic storm of 13-14 March 1989 which, in turn, resulted in many of the manifestations which affect our lives in very direct lways. The exact manner in which solar activity affects the magnetic and plasma environment of the Earth is a matter of considerable research. Nevertheless, some general ideas exist for some of the mechanisms. The influx of energetic solar particles results in an increased solar wind pressure at the Earth which, in turn, acts on the magnetosphere. In response to the inceased pressure and changes in the electric field due to the solar wind moving past the magnetosphere, the magnetosphere contracts causing such obvious signatures as a decrease in the latitude of the auroral zone from its quiet-time location.

Energetic particles moving Earthward from the geomagnetic tail dump their energy into the atmosphere. When they collide with the upper atmosphere, the atmospheric gases are excited and their subsequent return to a stable state results in the emission of photons which we recognize as the aurora. During active periods, not only are the auroral displays likely to be more intense, but the movement of the auroral oval to lower latitudes means large populations not accustomed to seeing the displays are provided with a rare treat. In the great storm of March 1989, aurorae were observed as far south as Mexico and the Grand Cayman Islands.

The distortion of the magnetic field induces currents in conductors. The power grids at high latitudes are especially subject to these induced currents. The 13 March storm left 6 million people in Quebec without power for up to 9 hours. Power failures occurred at the same time in Sweden.

There are numerous efects observed on Earth that exhibit an 11-year periodicity, the same as the well-known solar cyhcle (which is technically a 22-year cycle). These effects include auroral activity, magnetic storms and there are even examples of 11-year cycles in weather patterns. The March 1989 activity marked the beginning of the maximum in solar cycle 22. Extraordinary solar activity was subsequently observed in September--October 1989 and most recently in March 1991. Gorney provides a recent review of the effects of solar activity on the Earth, and summarizes several predictions about the current cycle, generally concluding that the maximum will be one of the biggest on record. Furthermore, he suggests that periods of high solar activity, like that of March 1989, can be expected for a period of up to 4-5 years.

http://www.valdostamuseum.org/hamsmith/13Mar89.html#13Mar89

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