Leuchtende Nachtwolken und Sonnenaktivität

Zielsetzung

Seitdem 1885 erstmalig in 3 wissenschaftlichen Zeitschriften von auffallenden Abenderscheinungen am Himmel berichtet wurde, wird dieses als "leuchtende Nachtwolken" (engl.: noctilucent clouds = NLC) bezeichnete Phänomen des öfteren beobachtet. Das sich dem Betrachter darbietende beeindruckende Schauspiel wird von sehr kleinen Eisteilchen (ca. 50nm Radius) im Höhenbereich zwischen 80 und 90 km verursacht. NLC kann man mit dem bloßen Auge nur unmittelbar nach Sonnenuntergang, bzw. vor Sonnenaufgang, beobachten, wenn das Sonnenlicht die großen Höhen noch beleuchtet, andererseits aber das störende Tageslicht bereits stark abgenommen hat. Die Bildung der Eisteilchen ist sehr stark von der Temperatur und in gewissem Masse auch vom Wasserdampfgehalt abhängig. Nur während des Sommers werden in hohen geographischen Breiten die erforderlichen niedrigen Temperaturen von unter 150 K unterschritten. Schon sehr kleine Änderungen der Temperatur bzw. des Wasserdampfgehaltes wirken sich stark auf Höhe und Helligkeit der NLC aus. Damit werden NLC zu einem wichtigen Indikator für Veränderungen in der Atmosphäre. Variationen von Häufigkeit, Höhe und Helligkeit der Wolken lassen möglicherweise Rückschlüsse auf klimatische Veränderungen zu. Dazu sind allerdings umfangreiche Zeitreihen notwendig. Die bisher längsten Messungen bestehen aus visuellen Beobachtungen der Häufigkeit von NLC und umfassen ca. 40 Jahre. Von Satelliten aus werden Messungen der Häufigkeit und Helligkeit seit ca. 28 Jahren durchgeführt. Beide Meßreihen zeigen Variationen mit Perioden von ungefähr 11 Jahren, mit einer deutlichen Antikorrelation zur Sonnenaktivität. Modellrechnungen zeigen, dass die Ursache hierfür in Temperatur- und Wasserdampfvariationen zu suchen ist, welche durch den solaren Strahlungszyklus erzeugt werden. Allerdings kann man hiermit weder die beobachteten Amplituden (z.B. in der Helligkeitsvariation) noch die in den Messreihen vorhandene Phasenverschiebung zwischen NLC-Parametern und solarer Aktivität erklären. Das IAP erstellt seit 1997 eine kontinuierliche NLC-Zeitreihe mit dem RMR-Lidar auf ALOMAR in Nord-Norwegen, welche damit einen kompletten Sonnenzyklus umfaßt. Insgesamt liegen gegenwärtig mehr als 1250 Stunden an NLC-Messungen vor, womit das IAP den umfangreichsten, mit einem Lidar gemessenen NLC-Datensatz überhaupt besitzt. Diese unter Verwendung von modernster Messtechnik erzielten Daten gestatten die präzise Bestimmung der Häufigkeit, Höhe sowie der Helligkeit der Wolken.