In voorgaande blogs is er veel stilgestaan bij het ontstaan van het noorderlicht (Aurora Borealis). In het kort wordt het noorderlicht veroorzaakt doordat geladen deeltjes door de zon de ruimte in geslingerd worden, en vervolgens met het magnetisch veld van de aarde botsen. Voor meer informatie daarover kan je deze blogs (Aurora Borealis, Het poollicht was te zien!, Noorderlichtkunst vanuit de ruimte) lezen. In deze blog kijken we niet naar het ontstaan, maar naar hoe we het kunnen voorspellen. Daarvoor gaan we iets meer de diepte in.
Des te meer geladen deeltjes, des te hoger de kans op noorderlicht
Het noorderlicht ontstaat dus door geladen deeltjes. Weinig geladen deeltjes veroorzaakt een zwak noorderlicht. Zwak noorderlicht is alleen dichtbij de noord- en zuidpool te zien. Een middelmatige hoeveelheid geladen deeltjes veroorzaakt bijvoorbeeld noorderlicht tot in het noorden van Scandinavië. Bij veel geladen deeltjes breidt het noorderlicht zich op het noordelijk halfrond verder zuidwaarts uit, bijvoorbeeld tot in Nederland. Bij een fel noorderlicht is het noorderlicht zelf ook beweeglijker en kronkelt het meer.
Hoe komen geladen deeltjes de ruimte in?
Geladen deeltjes kunnen op verschillende manieren door de zon de ruimte in geslingerd worden.
De zon slingert altijd een kleine hoeveelheid geladen deeltjes de ruimte in. Dit veroorzaakt een zwak noorderlicht, wat rond de poolcirkel heel regelmatig voorkomt.
Dan heb je coronale gaten, dit zijn gebieden op de zon waaruit geladen deeltjes onze kant op komen. Deze veroorzaken een middelmatig noorderlicht, welke niet tot in Nederland komt.
De gele stip in het midden is de zon. De groene stip rechts, dat is de aarde. Op 5 december slingerde een coronaal gat meer geladen deeltjes naar de aarde. Er zijn op bovenstaande afbeelding 4 coronale gaten actief die deeltjes de ruimte in slingeren. Doordat de zon draait zit er een paar dagen vertraging, en komen de geladen deeltjes pas aan, als het coronale gat niet meer op de aarde gericht is. Bron: NASA Spaceweather dashboard
De gebeurtenis waarbij heel veel geladen deeltjes door de zon de ruimte in geslingerd worden heet een “coronale massa ejectie”, afgekort tot CME. Dit is een soort uitbarsting op de zon. Voor noorderlicht tot in Nederland zijn we afhankelijk van zo’n CME.
Een uitbarsting op de zon: een CME slingert geladen deeltjes de ruimte in op 31 augustus 2012. Bron: NASA Goddard Space Flight Center. Copyright CC-BY 2.0
Hoe meten we de aankomst van geladen deeltjes op aarde?
Als geladen deeltjes aankomen op aarde, dan verstoren ze het magnetisch veld. De veranderingen in het magnetisch veld van de aarde kan je meten. Met die waarde, die we het Kp-getal noemen (Planetaire K index), kunnen we de kracht van het noorderlicht aangeven.
In het kort geldt, des te hoger de Kp-waarde, des te zuidelijker komt het noorderlicht in Europa. Een Kp-getal van 7 tot 9 kan noorderlicht veroorzaken tot in Nederland, mogelijk ook kort met het blote oog zichtbaar. Dit jaar hadden we al 3 keer een Kp 8 zonnestorm, in maart en april. Bij een Kp-getal van 5-6 kan er ook een fraai noorderlicht zijn, maar dan enkel in Scandinavië. Bij een Kp-getal van 3 of 4 is het noorderlicht alleen dicht rondom de Noordpool te zien.
Een Kp-6 noorderlicht, fotografisch zichtbaar tot in Groesbeek. Dat is vrij uitzonderlijk.
Het verschil tussen het begin, midden en einde van de nacht
Het noorderlicht ziet er ook anders uit aan het begin, midden en einde van de nacht. In het begin van de nacht zijn de bewegingen traag en vormt het vaak een vrij rechte lijn. Rond middernacht is het noorderlicht het meest actief, de rechte lijn verandert dan in een golvend patroon (zoals een golvend gordijn). Aan het eind van de nacht verschijnt het noorderlicht eerder in fases. Rond de noordpool is er om de 10 seconden meer en dan weer minder licht, over het algemeen wordt het noorderlicht minder helder. De patronen zijn daarbij bovendien niet meer zo fraai als rond middernacht. Tijdens een zeer actief noorderlicht (Kp-waarde 8 of 9) duurt de fraaie fase rond middernacht aanzienlijk langer, soms wel de hele nacht.
In het begin van de nacht ziet het noorderlicht er gemiddeld zo uit. Een vrij rechte lijn beweegt zich relatief traag over de horizon.
In het midden van de nacht bereikt het noorderlicht een hoogtepunt, tenzij het een felle editie is met een hoge Kp-waarde, dan kan het de hele nacht spectaculair zijn. Het lijkt dan op een sterk golvend gordijn.
Aan het einde van de nacht wordt het licht minder fel, en meer chaotisch. Het kan dan om de 10 seconden iets feller worden, maar het heeft niet meer de structuren die het midden in de nacht had.
Het noorderlicht voorspellen
Het noorderlicht is lastig te voorspellen, maar je kunt wel inschattingen maken. Dat kan je zowel jaren van tevoren grof inschatten, als uren tot dagen van tevoren voor een specifieke kans.
Jaren. Als eerste kan je de kans op het noorderlicht heel grof inschatten aan de hand van een vast patroon op de zon. De zon heeft een cyclus die 11 jaar duurt, om de 11 jaar bereikt de zon een piek. Tijdens die piek is de zon actiever, er zijn meer zonnevlekken en de zon slingert meer geladen deeltjes de ruimte in. In 2024 bereiken we de piek van de huidige cyclus. Dat betekent dat we in 2023-2024-2025 nog vaker kans kunnen maken op het noorderlicht in Nederland. Daarna neemt de kans weer af, pas in de jaren 2034-2035-2036 is de kans op noorderlicht weer ongeveer net zo groot.
27 dagen. Net zoals de aarde rondjes draait (en zo zorgt voor dag en nacht), draait ook de zon rondjes om haar as. Hierdoor draaien de coronale gaten van de zon (die meer geladen deeltjes de ruimte in slingeren) ook rondjes. Als er een coronaal gat aanwezig is die veel deeltjes de ruimte in slingert, dan kunnen we voorspellen dat die over 27 dagen opnieuw op de aarde gericht zal zijn.
Uren tot dagen. Een coronale massa ejectie (CME), waarbij heel veel geladen deeltjes de ruimte in geslingerd worden, kan je met speciale apparaten zien gebeuren. Licht doet er 8 minuten over om van de zon naar de aarde te komen, dus binnen 8 minuten weet je dat er een massa geladen deeltjes onderweg is naar de aarde. Deze geladen deeltjes doen er vervolgens uren tot dagen over om de aarde te bereiken (deze deeltjes gaan immers trager dan de lichtsnelheid). Het blijft wel lang onzeker met welke snelheid deze deeltjes op de aarde afkomen, de ene CME kan namelijk sneller op ons afkomen dan de andere. De ene CME kan met 250 kilometer per seconde op ons afkomen, terwijl de andere met 3000 km/s nog veel sneller is. Hierdoor kan de “reistijd” van een CME verschillen van 15-18 uur tot enkele dagen.
Er zijn veel onzekerheden rond een CME: Wanneer komt de CME aan? Is de aankomsttijd voor ons gunstig (overdag of ’s nachts)? Hoeveel geladen deeltjes zitten er in een CME? Is de CME wel op de aarde gericht of mist hij ons net?
0 tot 45 minuten. Er zijn ook satellieten in een baan rond de aarde die de geladen deeltjes al tot 45 minuten eerder kunnen meten, voordat ze de aarde bereiken. Ook meetstations op aarde die het magnetisch veld meten, kunnen je vertellen dat er bijvoorbeeld op dit moment een CME op aarde aankomt.
Verwarring met de verlichting van kassen
Kassen gebruiken tegenwoordig steeds vaker paarse led-verlichting. Ik merk dat de led-verlichting van kassen vaak aangezien wordt voor het noorderlicht. Zie je tijdens een nacht met enige bewolking een vage paarse vlek die vrijwel niet beweegt? Dan zie je waarschijnlijk bewolking die paars oplicht door het licht dat de kas uitstraalt.
Conclusie
De gevallen waarbij het noorderlicht zelfs Nederland bereikt komen vrijwel uitsluitend van CME’s. Enkel deze uitbarstingen op de zon zijn daar sterk genoeg voor. Deze CME’s zijn erg lastig te voorspellen, daardoor kan het de ene nacht verrassend fel zijn, en de andere nacht tegenvallen. Daar komt nog bovenop het feit dat we in Nederland regelmatig last hebben van bewolking. Dit maakt het noorderlicht een erg lastig te voorspellen fenomeen. De makkelijkste (en duurste) manier om je kansen te vergroten, is door ergens de komende 2 jaar Scandinavië te bezoeken. Vooral het binnenland van Zweden en het noorden van Finland hebben het vaakst heldere nachten.
Meer informatie?
Lees dan hier verder:
https://www.swpc.noaa.gov/content/aurora-tutorial
https://www.spaceweatherlive.com/en/help/the-kp-index.html
https://www.swpc.noaa.gov/communities/global-positioning-system-gps-community-dashboard
https://flux.phys.uit.no/cgi-bin/mkstackplot.cgi?&comp=H&nor=&Sync=&
