AGU 2013: Der 24. Sonnenzyklus im Gesamtbild

Der besonders schwach ausgefallene laufende Sonnenzyklus war schon wiederholt Gegenstand öffentlicher Verlautbarungen von Sonnenforschern, so auch einer Pressekonferenz auf der laufenden AGU-Tagung in San Francisco gestern – von dieser ein paar suggestive Grafiken:

agu-sun-cycle24vs14

Der bisherige Verlauf des 24. Sonnenzyklus (rosa) folgt ziemlich genau dem des 14. (lila bzw. gemittelt blau) zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts, wenn man ihre ersten Jahre übereinander legt: Dass es so weitergeht wie damals, mit weiteren Spitzen und einem geglätteten Maximum noch weit in der Zukunft, ist damit natürlich in keiner Weise gesagt. Dem schwachen 14. Zyklus folgten jedenfalls wieder größere.

agu-sun-polarfieldtrend

Andererseits scheint es eine starke Korrelation von polaren Magnetfeld während eines Sonnenminimums (oben, Messungen in Mikrotesla real und an der x-Achse gespiegelt) und der Stärke des darauffolgenden Maximums (Sonnenflecken unten) zu geben: Hier ging es zuletzt mehrere Zyklen lang bergab. Derzeit geht das polare Feld – zu einem nahen Maximum passend – durch den Nullpunkt, aber in ein paar Jahren wird man sehen, welchen Maximalwert es wieder erreicht und ob sich der suggestive Trend fortsetzt. Das geringe polare Feld Mitte des letzten Jahrzehnts hat das schlappe 24. Maximum jedenfalls klar vorausgesagt.

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Mit diesem einher geht eine dramatisch zurückgegangene Zahl großer geomagnetischer Stürme: je stärker der hier dargestellte Dst-Index nach unten ausbricht, desto stärker der Sturm. Die Grenze von -100 nT (blaue Linie) wurde im laufenden Zyklus (Pfeil) bislang kaum geknackt.

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Die Zahl der energiereichen Partikel-Ereignisse (SEPs; y-Achse = logarithmische Intensität) ist auch geringer als in den vorangegangenen Zyklen (wobei es allerdings schon energiereichere als im Sonnenflecken-mäßig wesentlich ‚besseren‘ 21. Zyklus gegeben hat). Dagegen ist die Entwicklung der Rate koronaler Massenauswürfe (CMEs) – der Verursacher der SEPs – ist trotz erheblich weniger Sonnenflecken der des 23. Zyklus vergleichbar: Offenbar ist der Charakter der CMEs im 24. Zyklus ein anderer.

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Es fiel auf, dass dieses Mal alle SEP-produzierenden CMEs Halo-Ereignisse waren d.h. sich in Teilen genau auf die Erde zu bewegten, während dies im 23. Zyklus bei nur 70% der CMEs der Fall war: Die CMEs sind breiter geworden. Hier ist ihre Breite (in Grad) gegen ihre Geschwindigkeit (in km/s) aufgetragen: statistisch signifikant unterschiedliche Zusammenhänge. Die Weltraumwetter-relevanten CMEs mit > 1000 km/s sind um 38% breiter geworden. Die Interpretation (gestützt durch Raumsondenmessungen in Erdnähe): Der Druck im interplanetaren Raum, auch nahe der Sonne, ist um 40% geringer als während des letzten Maximums, die CMEs gehen deswegen schneller in die Breite, sind damit schlechtere Teilchenbeschleuniger – und das Weltraumwetter wird „milder“, wobei die Zusammenhänge im Detail viel komplizierter sind (aber das Vorzeichen stimmt).

agu-sun-cgr

Eine weitere Beobachtung: Die Stärke der Galaktischen Kosmischen Strahlung (GCR) – bestimmt mit dem Oulu Neutron Monitor – ist trotz des Sonnenmaximums nur auf den langjährigen Mittelwert zurückgegangen statt wie normalerweise weit darunter (waagerechte Linien = Abweichung in 5%-Schritten), während sie im besonders tiefen Sonnenminimum davor einen Rekordwert erreicht hatte.

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Und ebenso ist der solar Ultraviolett-Fluss (von 0 bis 200 nm, in W/m^2, gemessen mit dem SEE-Instrument auf dem NASA-Satelliten TIMED) nach dem Minimum ebenfalls nur bis auf das langjährige Mittel zurück gekehrt. Auswirkungen haben die letzten beiden Beobachtungen auf die Raumfahrt: Astronauten wären auf interplanetaren Reisen (etwas) stärker gefährdet, weil die abwehrende Wirkung der Sonne gegenüber der GCR geschwächt ist, und die Erdatmosphäre dehnt sich wegen der geringeren UV-Strahlung der Sonne weniger weit in den Raum aus. Dadurch verfällt die Bahn niedrig fliegender Satelliten langsamer als während starker Sonnenmaxima – aber für die natürliche Entsorgung von Weltraumschrott gilt dies natürlich genau so.

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2 Antworten to “AGU 2013: Der 24. Sonnenzyklus im Gesamtbild”

  1. Allgemeines & Rosetta-Live-Blog ab dem 20. Jan. | Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] und 18.1. mit neuen Flecken am kommenden Rand sowie Spekulationen über den Zyklus (s.a. diese und diese Grafiken), die Nova Centauri weiter ziellos und das Nova-Jahr 2013 – und ein neuer CV, der um […]

  2. Live-Blog “von” der 224. AAS-Tagung in Boston | Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] und mit vergleichbar guter Technik verfolgten Vorgängern ab, wie auch schon etwa hier, hier und hier konstatiert – aber halbwegs systematisch wird das Betragen der Sonne erst seit etwa 60 Jahren […]

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