Helmholtz-Zentrum: Polarlichter dank neuem Modell frühzeitig vorhersagen
Ein internationales Forschungsteam, an dem auch das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung beteiligt ist, hat ein Modell für die Echtzeit-Vorhersage von Polarlichtern entwickelt. Damit lassen sich potenzielle Aurora-Zonen in Echtzeit und bis zu drei Tage im Voraus berechnen(öffnet im neuen Fenster).
Die Studie mit dem Titel A Kp-Driven Machine Learning Model Predicting the Ultraviolet Emission Auroral Oval(öffnet im neuen Fenster) (Ein Kp-gesteuertes maschinelles Lernmodell zur Vorhersage der ultravioletten Emission des Aurora-Ovals) wurde zwar bereits am 29. April 2025 in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research – Machine Learning and Computation veröffentlicht, die dazugehörige Pressemitteilung(öffnet im neuen Fenster) hat das GFZ aber erst kürzlich bereitgestellt.
Das Forschungsteam entwickelte unter dem Einsatz von maschinellem Lernen ein Echtzeitmodell , mit dem zwei Messgrößen kombiniert werden können: zum einen der Kp-Index, ein Standardmaß für die globale geomagnetische Aktivität, zum anderen Satellitenbeobachtungen des DMSP SSUSI (Special Sensor Ultraviolet Spectrographic Imager), der ultraviolette Bilder der Polarlichter aus dem Weltraum aufnimmt.
Auftreten von Polarlichtern
Besonders in den letzten Monaten gab es auf der Erde immer wieder atemberaubende Auroras zu sehen, und das sogar in Gebieten fernab der Polarkreise. Ursache hierfür sind starke Sonnenstürme, die im elfjährigen Zyklus der Sonnenaktivität auftreten.
Polarlichter sind normalerweise überwiegend in den Polarlichtovalen zu beobachten. Das sind Regionen, die sich um die geomagnetischen Pole herum befinden.
Die Position und Größe der Polarlichtovale werden vor allem von der geomagnetischen Aktivität des Erdmagnetfeldes beeinflusst. "Polarlichter sind auch ein hervorragender Indikator für die Überwachung und Vorhersage von Weltraumwettereffekten", erklärte Dedong Wang vom GFZ.
Warum ein Frühwarnsystem notwendig ist
Die leuchtenden Schleier aus grünem, rotem und violettfarbigem Licht entstehen am Himmel, wenn energiereiche Teilchen, die von der Sonne ins Weltall geschleudert werden, in einem komplexen Wechselspiel mit dem Erdmagnetfeld in die Erdatmosphäre eintreten und dort Sauerstoff- oder Stickstoffmoleküle zum Aussenden von Licht anregen.
Sie können aber auch "Satelliten stören, Navigations- und Kommunikationssysteme beeinträchtigen und sogar Stromnetze auf der Erde beeinflussen", warnte Wang.
Deswegen ist die Vorhersage des Auftreffens der Sonnenpartikel auf der Erde so wichtig, um etwa Flugrouten von Flugzeugen zu ändern oder damit sich Astronauten rechtzeitig in einen Schutzbereich ihres Raumfahrzeugs begeben. Ein Sonnensturm im Mai 2024 beeinflusste sogar den Betrieb von Erntemaschinen negativ.
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