NOAA-Auroravorhersage erklärt: So lesen Sie sie

Fast jede Aurora-App, Website und jeder Social-Media-Beitrag zitiert letztlich NOAA. Das Space Weather Prediction Center, Teil des US National Weather Service, veröffentlicht die Weltraumwetterdaten frei, auf denen der Rest der Branche aufbaut. Deshalb wird „die NOAA-Vorhersage“ oft wie eine einzelne Zahl behandelt, obwohl es sich in Wirklichkeit um mehrere Produkte handelt, die unterschiedliche Fragen auf unterschiedlichen Zeitskalen beantworten. Dieser Leitfaden erklärt, worum es bei den einzelnen Produkten geht und wo ihre Aussagekraft endet. AuroraMe ist unabhängig und weder mit NOAA verbunden noch von NOAA empfohlen.

Die 30-Minuten-Aurorakarte: OVATION

Das Bild, das die meisten mit „der NOAA-Auroravorhersage“ meinen, ist die 30-Minuten-Aurorakarte. Sie zeigt ein modelliertes Polarlichtoval über jeder Hemisphäre, eingefärbt nach der vom Modell erwarteten Intensität der Aurora, sowie eine Linie, die markiert, wie weit vom Pol entfernt sie unter klarem, dunklem Himmel am Horizont sichtbar sein könnte.

Die Karte basiert auf OVATION, einem empirischen Modell, das die aktuellen Sonnenwindbedingungen in eine Schätzung der Polarlichtleistung und ihres Auftretens umwandelt. Die Messwerte stammen von Raumsonden am L1-Punkt, ungefähr 1.5 Millionen Kilometer in Richtung Sonne; der Sonnenwind braucht etwa 30 bis 90 Minuten, um diese Strecke zurückzulegen. Diese Laufzeit ist der Vorlauf des Produkts – NOAA benennt das Produkt nach dem kürzeren Ende dieses Zeitraums und beschreibt es als Vorhersage für 30 bis 90 Minuten.

Was es Ihnen sagt

• Ob sich das Oval derzeit in Richtung niedrigerer Breiten ausdehnt und auf welcher Seite des Planeten
• Wie hell die Erscheinung in etwa laut Modell ist – was damit zusammenhängt, wie weit äquatorwärts sie sichtbar sein kann
• Eine sofortige Antwort auf die Frage „Passiert gerade etwas?“, schneller, als es ein Drei-Stunden-Index kann

Was es Ihnen nicht sagt

• Ob der Himmel bei Ihnen klar ist. Wolken sind für dieses Produkt unsichtbar und vereiteln mehr Polarlichtversuche als ein niedriger Kp-Wert.
• Ob es an Ihrem Standort dunkel ist oder wie stark das Mondlicht eine schwache Erscheinung überstrahlt
• Irgendetwas über den Zeitpunkt von Substürmen. Das Oval hellt sich in Schüben von wenigen Minuten auf und verblasst wieder; ein einzelnes Bild ist eine Momentaufnahme, kein Versprechen für die nächste Stunde.

Lesen Sie die Karte als Nowcast zu Position und Stärke und beantworten Sie dann die lokalen Fragen getrennt – unser Leitfaden zu Kartenebenen erklärt, wie Sie Bewölkung, Dunkelheit und Lichtverschmutzung zusammen mit einem solchen Oval ablesen.

Die 3-Tage-Vorhersage und der 27-Tage-Ausblick

Die 3-Tage-Vorhersage wird alle 12 Stunden herausgegeben und prognostiziert den planetaren K-Index für jedes Drei-Stunden-Intervall der kommenden drei Tage. Außerdem enthält sie Wahrscheinlichkeiten für geomagnetische Stürme, Funkausfälle und solare Strahlungsereignisse. Dieses Produkt eignet sich zur Planung: Es ist die einzige NOAA-Ausgabe, die Ihnen sagt, ob es sich lohnt, sich auf die Freitagnacht festzulegen.

Ihre Genauigkeit ist naturgemäß unterschiedlich. Eine Vorhersage, die auf einem beobachteten koronalen Massenauswurf basiert, hat eine physikalische Grundlage für den Tag, an dem die Störung eintreffen sollte; eine Vorhersage für mehrere Tage später, wenn nichts unterwegs ist, ähnelt eher einer Klimatologie. Betrachten Sie einen für morgen Abend vorhergesagten Kp-Wert als echtes Signal und dieselbe Zahl für den dritten Tag als Hinweis. Der separate 27-Tage-Ausblick stützt sich auf die Sonnenrotation: Die Sonne dreht sich in etwa 27 Tagen einmal um ihre Achse, sodass eine Region, die kürzlich Stürme verursacht hat, der Erde einen Monat später erneut zugewandt sein kann.

NOAA gibt außerdem Vorwarnungen, Warnungen und Alarme heraus: eine Vorwarnung, wenn eine Störung erwartet wird, eine Warnung, wenn sie unmittelbar bevorzustehen scheint, und einen Alarm, wenn ein Schwellenwert tatsächlich überschritten wurde. Alarme werden ausgelöst, wenn wirklich etwas passiert.

Der planetare K-Index

Kp ist ein globaler Index der geomagnetischen Störung auf einer Skala von 0 bis 9. Er wird aus Magnetometermessungen eines Netzwerks bodengestützter Observatorien abgeleitet und für jedes Drei-Stunden-Intervall angegeben. Der maßgebliche Index wird von GFZ in Deutschland abgeleitet und veröffentlicht; NOAA veröffentlicht nahezu in Echtzeit einen geschätzten planetaren K-Index, damit Nutzer im operativen Bereich nicht auf die endgültigen Zahlen warten müssen.

Zwei Eigenschaften sorgen für die meiste Verwirrung. Erstens ist er global: eine Zahl für den ganzen Planeten, die nicht zwischen einer Erscheinung über Alaska und einer über Sibirien unterscheiden kann. Zweitens handelt es sich um einen Drei-Stunden-Durchschnitt, sodass ein scharfer Substurm zu derselben Zahl geglättet wird wie drei ruhige Stunden. Kp beschreibt die planetare Störung; der Index wurde nie dafür entwickelt, einen Abend zu planen.

Was aus Kp eine lokale Aussage macht, ist die magnetische Breite: Je weiter Ihr Standort magnetisch vom Pol entfernt liegt, desto höher muss Kp sein, bevor das Oval Sie erreicht. Unser Leitfaden zum Kp-Index erläutert die Skala, und die Live-Seite zum Kp-Index zeigt den aktuellen Schätzwert.

Die G-Skala

NOAAs Weltraumwetterskalen beschreiben die Auswirkungen eines Ereignisses in allgemein verständlichen Begriffen; der geomagnetische Zweig ist die G-Skala. Sie beginnt dort, wo Kp das Sturmniveau erreicht, und umfasst fünf Stufen.

Unterhalb von Kp 5 gibt es keine G-Stufe; die Bedingungen sind ruhig, unbeständig oder aktiv. Die Skala vermittelt Auswirkungen auf den Betrieb – auf Stromnetze, Satelliten, Navigation und Funk – und bezieht sich daher auf die Infrastruktur, nicht auf die Szenerie. Für Polarlichtbeobachter ist sie eine Kurzform: Eine G3-Vorwarnung bedeutet, dass das Oval mittlere Breiten erreichen sollte. Unser Leitfaden zu geomagnetischen Stürmen erläutert die Stufen; die Live-Sturmseite zeigt die aktuellen Bedingungen.

Sonnenwind: Geschwindigkeit, Dichte und Bz

Den modellierten Produkten liegen die Rohmessungen von L1 zugrunde: Sonnenwindgeschwindigkeit, Teilchendichte sowie Stärke und Richtung des interplanetaren Magnetfelds. Erfahrene Beobachter prüfen zuerst dessen Bz-Komponente: Wenn Bz nach Süden dreht, gelangt Energie wesentlich leichter in die Magnetosphäre. Ein langsamer Strom mit stark nach Süden gerichtetem Bz ist besser als ein schneller Strom ohne diese Ausrichtung.

Eine gezielte Erklärung der Komponente, Einheiten, Zeitangaben und Grenzen finden Sie unter Bz und Aurora: So lesen Sie den Sonnenwind.

So lesen Sie NOAA-Daten für Ihren eigenen Standort

Zusammengenommen ergibt sich eine praktische Routine:

• Tage im Voraus: Prüfen Sie die 3-Tage-Vorhersage auf einen prognostizierten Kp-Wert, der den Schwellenwert für Ihren Standort überschreitet, und achten Sie auf mögliche Sturmvorwarnungen.
• Am Abend selbst: Prüfen Sie den geschätzten planetaren K-Index auf die tatsächlich gemessenen Werte und den Sonnenwind darauf, ob Bz nach Süden gerichtet ist.
• Jetzt: Prüfen Sie auf der 30-Minuten-Karte, wo sich das Oval befindet und wie weit die Sichtbarkeitslinie äquatorwärts gerückt ist.
• Dann beantworten Sie selbst die lokale Frage: Ihre magnetische Breite bestimmt, welchen Kp-Wert Sie benötigen; Wolken, Dunkelheit und Mond entscheiden darüber, ob Ihnen dieser Kp-Wert überhaupt etwas nützt.

Diesen letzten Schritt übernimmt NOAA nicht, weil das nicht der Zweck der Behörde ist. AuroraMe automatisiert ihn: geomagnetische Aktivität, Bewölkung, Mondphase, Dunkelheitsfenster, Himmelsqualität und magnetische Breite werden zu einer lokalen Antwort zusammengeführt statt als eine Reihe globaler Karten dargestellt. Die Eingabedaten sind auf unserer Methodikseitedokumentiert; die Live-Ansicht finden Sie im Aurora-Tracker.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die NOAA-Auroravorhersage?

Es handelt sich nicht um ein einzelnes Produkt, sondern um eine Reihe von Produkten, die NOAAs Space Weather Prediction Center veröffentlicht. Am bekanntesten ist die 30-Minuten-Aurorakarte des OVATION-Modells, die schätzt, wo sich das Polarlichtoval jetzt und in naher Zukunft befindet. Daneben gibt es die 3-Tage-Vorhersage des planetaren K-Index, den geschätzten planetaren K-Index, Echtzeitmessungen des Sonnenwinds und die Sturm-Skala von G1 bis G5.

Warum reicht die NOAA-Aurorakarte nur 30 bis 90 Minuten in die Zukunft?

Weil das Modell auf Sonnenwindmessungen vor der Erde basiert. Raumsonden am L1-Punkt befinden sich ungefähr 1.5 Millionen Kilometer in Richtung Sonne. Das von ihnen erfasste Plasma erreicht die Erde je nach Geschwindigkeit ungefähr 30 bis 90 Minuten später. Diese Laufzeit ist der natürliche Vorlauf eines Nowcasts, der auf solchen Messungen beruht. Deshalb beschreibt NOAA das Produkt als Vorhersage für 30 bis 90 Minuten, obwohl es nach dem kürzeren Ende des Zeitraums benannt ist. Die 3-Tage-Vorhersage und Sturmvorwarnungen beruhen auf anderen Eingaben und weisen eine größere Unsicherheit auf.

Bedeutet ein hoher Kp-Wert in der NOAA-Vorhersage, dass ich die Aurora sehen werde?

Nein. Kp misst die globale geomagnetische Störung und sagt nichts über Ihren Himmel aus. Vier lokale Bedingungen entscheiden darüber, ob ein bestimmter Kp-Wert für Sie ausreicht: Ihre magnetische Breite, die Bewölkung, die Dunkelheit und die Menge des Mondlichts. Kp 5 kann in Tromsø eine spektakuläre Nacht bedeuten und in London völlig unsichtbar bleiben. Die NOAA-Produkte versuchen nicht, diese Frage für eine bestimmte Adresse zu beantworten.

Was ist der Unterschied zwischen dem Kp-Index und der G-Skala?

Zwei Skalen für dieselbe Störung. Kp reicht von 0 bis 9 und basiert auf Magnetometerbeobachtungen. Die NOAA-G-Skala stuft Stürme in fünf Stufen ein und beginnt dort, wo Kp 5 erreicht: G1 Gering bei Kp 5, G2 Mäßig bei Kp 6, G3 Stark bei Kp 7, G4 Schwer bei Kp 8, G5 Extrem bei Kp 9. Unterhalb von Kp 5 gibt es keine G-Stufe.

Ist AuroraMe mit NOAA verbunden?

Nein. AuroraMe ist eine unabhängige App. Sie wertet öffentlich veröffentlichte Weltraumwetterdaten von NOAAs Space Weather Prediction Center aus und kombiniert sie mit Bewölkung, Mond, Dunkelheit, Himmelsqualität und Ihrer magnetischen Breite, um eine lokale Antwort zu geben. NOAA empfiehlt keines der hier genannten Angebote; die eigenen Produkte der Behörde bleiben die maßgebliche Quelle.

Quellen

• NOAA SWPC — 30-Minuten-Auroravorhersage — die OVATION-Modellkarte für beide Hemisphären
• NOAA SWPC — 3-Tage-Vorhersage — prognostizierter Kp-Wert in Drei-Stunden-Intervallen, herausgegeben alle 12 Stunden
• NOAA SWPC — Planetarer K-Index — der geschätzte planetare K-Index nahezu in Echtzeit
• NOAA SWPC — Weltraumwetterskalen — die G-, S- und R-Skalen und die Bedeutung jeder Stufe
• NOAA SWPC — Sonnenwind in Echtzeit — Geschwindigkeit, Dichte und interplanetarisches Magnetfeld von L1
• GFZ — Kp-Index — das Institut, das den maßgeblichen Kp-Index ableitet und veröffentlicht
• NASA — Polarlichter — Hintergrundinformationen zu Sonnenwind, Magnetosphäre und Polarlichtemission