Sonnenflecken und das Klima auf der Erde
Die Sonne ist für uns – nach der Erde – der wichtigste Himmelskörper. Licht, Wärme, Wachstum: Leben ohne die Sonne gäbe es nicht. Dass sie immer scheint, ist uns klar, doch ändert sie in gewissen Zyklen ihre Intensität, sichtbar durch sogenannte Sonnenflecken. Astronomen beobachten dieses Phänomen schon seit mehreren hundert Jahren. Aber haben diese Sonnenflecken auch Einfluss auf unser Klima? Astronomen am Weltrauminstitut in Boulder/Colorado haben durch ihre Beobachtungen diese Frage teilweise beantworten können.
Das Forschungsobjekt flimmert Tag und Nacht über mehrere Bildschirme - mal als roter Ball, mal in Form von Zahlenkolonnen oder Grafiken. Ohne Filter wäre die Tätigkeit gefährlich, die Bill Murtagh zu seinem Beruf gemacht hat:
"Wir schauen die ganze Zeit auf die Sonne. Das ist unsere Aufgabe: Die Sonne zu beobachten und zu verfolgen, ob sich Sonnenflecken entwickeln. Sonnenflecken sind für uns das, was für Meteorologen Tiefdruckgebiete sind. Außerdem beobachten wir große Ausbrüche auf der Oberfläche der Sonne, man nennt sie Flares."
Bill Murtagh ist Koordinator und Wetterbeobachter beim Space Environment Center in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Er kümmert sich um geomagnetische Stürme, um Sonnenflecken, heiße Gaswolken und plötzliche Ausbrüche von Strahlung, die die Forscher in unregelmäßigen Abständen ausmachen. Und wie irdische Wetterforscher auch, gibt er zusammen mit seinem Team ab und zu Warnungen heraus - zum Beispiel bei einem größeren Ausbruch von Gaswolken und Strahlung aus der Sonne. Auf solche Ereignisse wollen Stromversorger sowie Betreiber von Mobilfunknetzen rechtzeitig vorbereitet sein, sagt Bill Murtagh:
"Wenn sie hier ankommen und auf das Magnetfeld der Erde treffen, dann verursacht das eine Reihe von Schwierigkeiten. Ein großes Problem ist: Es entsteht elektrische Ladung. Sie fließt durch den Boden und gelangt direkt in die Leitungsnetze. In Malmö in Schweden ist das Leitungsnetz während eines geomagnetischen Sturms zum Beispiel für ein oder zwei Stunden zusammengebrochen."
Bei rechtzeitiger Warnung wäre das vielleicht nicht passiert: Dann hätte der Stromversorger Wartungsarbeiten aufgeschoben, um Spannungsschwankungen besser auffangen zu können.
Doch die Weltraum-Wetterforscher aus Colorado beschäftigen sich nicht nur mit aktuellen Strahlungsschwankungen. Schon seit Jahrhunderten ist bekannt, dass die Sonnenaktivität im Laufe der Jahre und Jahrzehnte nicht gleich bleibt, sondern Zyklen folgt. Etwa alle elf Jahre sind Sonnenflecken besonders häufig oder besonders selten. Und die Zyklen selbst schwanken in ihrer Stärke - und damit ergibt sich eine Verbindung zu Wetter und Klima auf der Erde. Ist die Sonnenaktivität über mehrere Zyklen besonders schwach, geht dies mit Kälteperioden einher.
"Das haben Galileo und andere schon vor langer Zeit gemessen. Es gab zwischen 1640 und 1715 eine Periode, die wir als Maunder Minimum bezeichnen. Das war eine Zeit, in der Astronomen vor allem in Europa für die lange Periode von 80 bis 90 Jahren keine Sonnenflecken sehen konnten. Und das passt genau zur Kleinen Eiszeit."
Als Kleine Eiszeit gilt die Periode eines relativ kühlen Klimas vom 15. bis ins 19. Jahrhundert - mit mehreren besonders kalten Abschnitten. Die Sonnenaktivität war wohl eine der Ursachen, allerdings könnten auch Vulkanausbrüche und andere Einflüsse dazu kommen.
In den vergangenen Jahrzehnten war die Sonnenaktivität dagegen vergleichsweise stark - als Folge wäre auch hierdurch eine Erwärmung des Klimas zu erwarten. Hat der Klimawandel also tatsächlich mit der Sonnenaktivität zu tun - und wird der Einfluss des Menschen auf das Klima doch überschätzt? Ein entschiedenes "nein" ist die Antwort von Bill Murtagh, die derzeitige Erwärmung sei Menschen gemacht und unterscheide sich klar von den natürlichen Klimaschwankungen, die schon immer beobachtet werden konnten.
"Die Erwärmung war in den vergangenen 30 bis 40 Jahren viel größer, als sie sein sollte. Die Abweichung ist viel zu groß, sodass sie nicht durch Sonnenzyklen allein zu erklären ist."
"Wir schauen die ganze Zeit auf die Sonne. Das ist unsere Aufgabe: Die Sonne zu beobachten und zu verfolgen, ob sich Sonnenflecken entwickeln. Sonnenflecken sind für uns das, was für Meteorologen Tiefdruckgebiete sind. Außerdem beobachten wir große Ausbrüche auf der Oberfläche der Sonne, man nennt sie Flares."
Bill Murtagh ist Koordinator und Wetterbeobachter beim Space Environment Center in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Er kümmert sich um geomagnetische Stürme, um Sonnenflecken, heiße Gaswolken und plötzliche Ausbrüche von Strahlung, die die Forscher in unregelmäßigen Abständen ausmachen. Und wie irdische Wetterforscher auch, gibt er zusammen mit seinem Team ab und zu Warnungen heraus - zum Beispiel bei einem größeren Ausbruch von Gaswolken und Strahlung aus der Sonne. Auf solche Ereignisse wollen Stromversorger sowie Betreiber von Mobilfunknetzen rechtzeitig vorbereitet sein, sagt Bill Murtagh:
"Wenn sie hier ankommen und auf das Magnetfeld der Erde treffen, dann verursacht das eine Reihe von Schwierigkeiten. Ein großes Problem ist: Es entsteht elektrische Ladung. Sie fließt durch den Boden und gelangt direkt in die Leitungsnetze. In Malmö in Schweden ist das Leitungsnetz während eines geomagnetischen Sturms zum Beispiel für ein oder zwei Stunden zusammengebrochen."
Bei rechtzeitiger Warnung wäre das vielleicht nicht passiert: Dann hätte der Stromversorger Wartungsarbeiten aufgeschoben, um Spannungsschwankungen besser auffangen zu können.
Doch die Weltraum-Wetterforscher aus Colorado beschäftigen sich nicht nur mit aktuellen Strahlungsschwankungen. Schon seit Jahrhunderten ist bekannt, dass die Sonnenaktivität im Laufe der Jahre und Jahrzehnte nicht gleich bleibt, sondern Zyklen folgt. Etwa alle elf Jahre sind Sonnenflecken besonders häufig oder besonders selten. Und die Zyklen selbst schwanken in ihrer Stärke - und damit ergibt sich eine Verbindung zu Wetter und Klima auf der Erde. Ist die Sonnenaktivität über mehrere Zyklen besonders schwach, geht dies mit Kälteperioden einher.
"Das haben Galileo und andere schon vor langer Zeit gemessen. Es gab zwischen 1640 und 1715 eine Periode, die wir als Maunder Minimum bezeichnen. Das war eine Zeit, in der Astronomen vor allem in Europa für die lange Periode von 80 bis 90 Jahren keine Sonnenflecken sehen konnten. Und das passt genau zur Kleinen Eiszeit."
Als Kleine Eiszeit gilt die Periode eines relativ kühlen Klimas vom 15. bis ins 19. Jahrhundert - mit mehreren besonders kalten Abschnitten. Die Sonnenaktivität war wohl eine der Ursachen, allerdings könnten auch Vulkanausbrüche und andere Einflüsse dazu kommen.
In den vergangenen Jahrzehnten war die Sonnenaktivität dagegen vergleichsweise stark - als Folge wäre auch hierdurch eine Erwärmung des Klimas zu erwarten. Hat der Klimawandel also tatsächlich mit der Sonnenaktivität zu tun - und wird der Einfluss des Menschen auf das Klima doch überschätzt? Ein entschiedenes "nein" ist die Antwort von Bill Murtagh, die derzeitige Erwärmung sei Menschen gemacht und unterscheide sich klar von den natürlichen Klimaschwankungen, die schon immer beobachtet werden konnten.
"Die Erwärmung war in den vergangenen 30 bis 40 Jahren viel größer, als sie sein sollte. Die Abweichung ist viel zu groß, sodass sie nicht durch Sonnenzyklen allein zu erklären ist."