Der Begriff „Weltraumwetter“ beschreibt die veränderlichen Bedingungen im erdnahen Weltraum, die technische Systeme im Weltraum und auf der Erde beeinträchtigen können. Die Hauptursache von Störungen unseres Weltraumwetters sind energetische Ausbrüche von der Sonne. Das Observatorium Kanzelhöhe für Sonnen- und Umweltforschung der Universität Graz führt regelmäßige, hochqualitative Beobachtungen der Sonne durch.

Mittels automatisierter Bilderkennungsmethoden werden Strahlungsausbrüchen in Echtzeit in den Beobachtungsdaten detektiert und Warnmeldungen ausgesandt. Das Observatorium Kanzelhöhe ist die österreichische Vertretung im internationalen ISES Weltraumwetter-Netzwerk und die europäische Kernstation zur Sonnenbeobachtung im Rahmen des SSA Weltraumwetter-Programms der Europäischen Weltraumbehörde ESA.

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  • Geringe Sonnenaktivität

Ionosphäre – Ein unbekannter Teil der Erdatmosphäre

Der Begriff Ionosphäre ist den meisten Menschen nicht bekannt. Jedoch stellt die Ionosphäre einen wichtigen Teil unserer Erdatmosphäre dar. So erstreckt sich die Ionosphäre von ca. 100 km bis etwa 1000 km Höhe. Die Grenzen sind nicht klar definiert und unterliegen auch zeitlichen Veränderungen. Eine der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Ionosphäre ist die Sonne und deren Aktivität.

Die Ionosphäre ist charakterisiert durch die hohe Konzentration an freien Elektronen und Ionen. Diese entstehen durch den Einfall von hochenergetischer Sonnenstrahlung, hauptsächlich durch Ultraviolett- und Röntgenstrahlung. Dabei werden durch die Strahlung Elektronen von den vorhandenen Gasmolekülen getrennt und es enstehen freie Elektronen und positiv geladene Ionen. Die Strahlung wird dabei absorbiert. Somit ist die Ionosphäre jener Teil der Erdatmosphäre, der uns vor Ultraviolett- und Röntgenstrahlung schützt.

Die freien Elektronen und Ionen bleiben jedoch nicht ewig erhalten, sondern werden durch Rekombination der beiden wieder abgebaut. Das Verhältnis zwischen Ionisation, durch die einfallende Strahlung, und Rekombination bestimmt den Zustand der Ionosphäre. Dieser ist daher abhängig von der Tageszeit, der Jahreszeit, der geografischen Position und der Sonnenaktivität. Zusätzlich wird die Ionosphäre noch vom Magnetfeld der Erde beeinflusst.

Eine gute Möglichkeit um den Zustand der Ionosphäre zu beschreiben sind sogenannte TEC Karten. TEC steht für Total Electron Content und beschreibt den totalen Elektronengehalt der Ionosphäre in einer Säule mit einem Quadratmeter Grundfläche. Diese Karten werden aus global verteilen GPS Messungen abgeleitet. Betrachtet man nun solche TEC Karten über mehrere Jahre für immer den gleichen Zeitpunkt so sieht man deutlich die Veränderungen durch die unterschiedliche Sonnenaktivität. Die Abbildung zeigt TEC Karten für den 1. Jänner 16 Uhr UTC für die Jahre 2003 bis 2012. Schön zu erkennen sind die Unterschiede zwischen den Jahren, aber auch der Tagesverlauf und die geografische Abhängigkeit der Ionosphäre.

N. Zehentner

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