Was das Polarlicht ist und warum es Farben hat

1Das Polarlicht beginnt auf der Sonne, 150 Millionen km entfernt

Die Sonne scheint nicht nur. Sie leckt auch. Ein dünner Strom geladener Teilchen, vor allem Protonen und Elektronen, fließt ständig in alle Richtungen von ihr weg. NOAA nennt ihn Sonnenwind. Nahe der Erde bewegt sich die langsame Alltagsversion mit etwa 400 km pro Sekunde. Schnellere Ströme aus dunklen Flecken der Sonne, den koronalen Löchern, laufen mit 500 bis 800 km pro Sekunde, und ein Ausbruch namens koronaler Massenauswurf kann eine dichte Wolke davon direkt auf die Erde werfen.

Nichts davon wäre für das Polarlicht wichtig, hätte die Erde kein Magnetfeld. Das Feld wirkt wie ein Schild mit zwei Trichtern. Der größte Teil des Sonnenwinds fließt um den Schild herum. Ein Teil seiner Energie gelangt auf der Nachtseite in den Schweif des Feldes, und von dort werden Elektronen die Feldlinien hinunter zu den beiden Magnetpolen beschleunigt. Das ist der Teil, den NOAA als Motor des Polarlichts beschreibt: Elektronen, auf der Nachtseite mit Energie versorgt, die dem Feld hinunter in die Polarregionen folgen.

2Warum die Luft leuchtet, und warum nur dort oben

Zwischen 80 und 500 km über dem Boden ist die Luft dünn, aber nicht leer. Trifft ein schnelles Elektron ein Sauerstoffatom oder ein Stickstoffmolekül, gibt es Energie ab, das Atom springt in einen angeregten Zustand, und einen Sekundenbruchteil später entspannt es sich und gibt die Energie als Licht zurück. NOAAs eigener Vergleich ist die Neonreklame: ein Gas, ein Strom, ein Leuchten. Die Farbe hängt davon ab, welches Gas getroffen wurde und in welcher Höhe.

Die Elektronen kommen entlang des Magnetfelds an, das Leuchten entsteht also dort, wo die Feldlinien die Atmosphäre erreichen: zwei Ringe, einer um jeden Magnetpol, die NOAA Polarlichtovale nennt. Die besten Plätze liegen unter den Ovalen, zwischen etwa 60 und 75 Grad Breite, wo das Polarlicht laut NOAA in mehr als der Hälfte der Nächte eines Jahres zu sehen ist. Dieses Band sind Tromsø, Island, Lappland, Yellowknife und Fairbanks. Deshalb füllen diese Namen die Tourenseite, und Madrid nicht.

3Die Farben: Grün ist häufig, Rot ist selten, Rosa liegt unten

Die kanadische Raumfahrtagentur gibt die klarste Liste. Grün ist vom Boden aus die häufigste Farbe: Sauerstoff, getroffen in 100 bis 300 km Höhe. Rosa oder dunkelrote Säume am unteren Rand eines Vorhangs sind Stickstoff in etwa 100 km, wo die Luft dichter ist und den Elektronen die Energie ausgeht. Reine rote Polarlichter stammen von Sauerstoff weiter oben, in 300 bis 400 km, wo Zusammenstöße seltener sind und das Atom Zeit hat, sein langsames rotes Licht abzugeben. Blau und Violett kommen von Wasserstoff und Helium und sind für das menschliche Auge vor dem dunklen Himmel schwer zu erkennen.

Die Höhe erklärt auch, warum das Polarlicht aus der Ferne rot aussieht. Wer bei einem Sturm in Spanien oder Süddeutschland steht, ist nicht unter dem Oval, sondern hunderte Kilometer südlich davon. Der grüne Teil sitzt tief und bleibt unter dem Horizont verborgen. Der rote Teil ist hoch genug, um über die Erdkrümmung hinweg sichtbar zu sein, deshalb hielt die Kamera auf einem spanischen Hügel im Mai 2024 einen roten und magentafarbenen Himmel fest, keine grünen Vorhänge.

4Was ein Sturm macht: Das Oval wächst

Die Ovale sind nicht fest. Wird der Sonnenwind schneller, dichter oder trägt er ein Magnetfeld mit der passenden Richtung, dringt mehr Energie in das Erdfeld ein, und die Ovale dehnen sich Richtung Äquator aus. NOAA merkt an, dass das Polarlicht bei großen geomagnetischen Stürmen über dem größten Teil der Vereinigten Staaten zu sehen ist, bei sehr großen Ereignissen noch weiter. Diese Ausdehnung misst der Kp-Index, und er ist das ganze Thema von Kapitel 2. Für jetzt reicht eine Regel: Je weiter ein Ort vom Magnetpol entfernt ist, desto stärker muss der Sturm sein.

Zwei Dinge ändern sich nie, Sturm hin oder her. Der Himmel muss dunkel sein, die hellen Nächte des arktischen Sommers schalten das Polarlicht auf Tromsøs Breite also von Mitte April bis Ende August aus, und die Mitternachtssonne selbst dauert dort vom 20. Mai bis zum 22. Juli. Und der Himmel muss klar sein, denn das Leuchten entsteht über den Wolken, und kein Kp-Wert drückt es hindurch.

5Die Sonne hat Launen: der 11-Jahres-Zyklus

Die Zahl der Sonnenflecken, Flares und Ausbrüche steigt und fällt über etwa elf Jahre. NOAA verfolgt sie auf seiner Seite zum Verlauf des Sonnenzyklus, und der aktuelle Zyklus, Nummer 25, erreichte sein Maximum um 2024 bis 2025. Deshalb brachten die letzten zwei Jahre Stürme, die Spanien dreimal erleuchteten, und deshalb halten die Jahre nach einem Maximum meist noch einige große Stürme bereit, bevor die Aktivität zum Minimum abklingt.

Ein Maximum heißt nicht, dass jede Nacht gut ist. Es heißt, dass starke Nächte häufiger sind. Das Alltagspolarlicht unter dem Oval braucht überhaupt kein Maximum, und das ist der beruhigende Teil für eine erste Reise: einen Ort im Oval wählen, in der dunklen Saison fahren, und die Chancen hängen weit mehr von Wolken ab als von der Laune der Sonne.

6Was Kapitel 2 hinzufügt

Kapitel 1 erklärt, woher das Licht kommt. Kapitel 2 macht daraus Zahlen: was Kp 3 für Rovaniemi und Kp 6 für Kiel bedeutet, was der farbige Balken auf dem Dashboard dieser Seite sagt und warum Dichte, Geschwindigkeit und Bz des Sonnenwinds neben dem Kp stehen. Das Kapitel zum Lesen des Kp-Index ist mit einem Konto kostenlos, und die Seite Daten und Methode hat die Formeln für Leser, die sie jetzt schon wollen.