Das Nordlicht, nicht nur eine fotografische Herausforderung

Jeder hat es schon einmal auf einem Foto gesehen und ist sofort vom Polarlicht, auch Aurora Borealis genannt fasziniert.

Ich hatte die Gelegenheit das Nordlicht weit nördlich des Polarkreises zu beobachten und zu fotografieren. Hier nun einige Informationen,  Hinweise und Ratschläge:

Wie entsteht das Nordlicht

Die aktuelle Vorhersage für Tromsø und Reykjavik

Polarlichter oder auch Nordlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen der Magnetosphäre auf einige schwere Ionen in den oberen Schichten der Erdatmosphäre treffen. Hierbei werden Prozesse ausgelöst, die letztendlich zu einer vorübergehenden Änderung der Elektronenkonfigurationen in den Atomstrukturen führen. Stellt sich nach einer relativ kurzen Zeit die ursprüngliche Konfiguration wieder her wird Licht ausgesandt, es entsteht das Nordlicht. Im Grunde genommen handelt es hierbei um eine besondere Art der Fluoreszenz.

Aus WIKIPEDIA (Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht):
„Polarlichter treten hauptsächlich in den Polarregionen auf, denn die Sonnenwindteilchen, ein elektrisch geladenes Plasma mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von ca. 500 bis 833 km/s (bis zu 3.000.000 km/h) und einer Dichte von ca. 5 × 106 Teilchen pro m3 in Erdnähe, werden vom Magnetfeld der Erde zu den magnetischen Polen gelenkt. Die Teilchenbewegung erfolgt letztlich in Richtung der Feldlinien. Am magnetischen Pol verläuft das Magnetfeld senkrecht zur Erdoberfläche, und die Teilchen können in die Erdatmosphäre eintreten. Das Plasma benötigt bis zum Eintreffen bei einem Erde-Sonne-Abstand von rund 150 Millionen Kilometern rund zwei bis vier Tage.

Polarlichter kommen sowohl in nördlichen Breiten vor (Nordlichter, auch Aurora borealis) als auch auf der Südhalbkugel (Südlichter, auch Aurora australis). Auch auf anderen Planeten des Sonnensystems werden diese Erscheinungen beobachtet. Voraussetzung hierfür ist, dass der Planet ein eigenes Magnetfeld und eine Atmosphäre besitzt.

Die Häufigkeit der Polarlichterscheinungen in mittleren Breiten (Mitteleuropa) hängt von der Sonnenaktivität ab. Die Sonne durchläuft einen Aktivitätszyklus (Sonnenfleckenzyklus), der vom Anfang (solares Minimum) über die Mitte (solares Maximum) bis zum Ende (erneutes Minimum) im Durchschnitt elf Jahre dauert. Mit diesem Zyklus schwankt auch die Häufigkeit von Polarlichtern. Insbesondere während des Aktivitätsmaximums (auch Solarmax, zuletzt 2011/2012) finden starke Eruptionen auf der Sonne besonders häufig statt. Die dabei ausgeschleuderten großen koronalen Massenauswürfe sind für Polarlichter in Mitteleuropa essentiell. In frühen und späten Phasen des Sonnenzyklus, nahe am solaren Minimum, treten viel weniger dieser Eruptionen auf und somit gibt es auch eine deutlich geringere Wahrscheinlichkeit für Polarlichter. Dennoch können auch im abfallenden und ansteigenden Sonnenzyklus starke Ereignisse beobachtet werden.

So wurden unter anderem im Herbst 2003 Polarlichter in Griechenland und auch auf den Kanarischen Inseln gesehen. Im Mittel können während der Phase des Solarmax im deutschsprachigen Raum etwa 10–20 dieser Leuchterscheinungen pro Jahr beobachtet werden, im Allgemeinen am Nordhimmel, nur bei besonders starkem Sonnenwind können sie auch in südlicher Richtung auftreten. Durch erdgebundene, visuelle Sonnenbeobachtung können Polarlichter kurzfristig vorhergesagt werden. Besser gelingt dies aber durch das Hinzuziehen von frei verfügbaren Daten der diversen Weltraummissionen von ESA und NASA zur Erforschung der Sonne und des Sonnenwindes. Da der Sonnenwind 2–4 Tage von der Sonne bis zur Erde benötigt, kann also in diesem Zeitabstand nach einer starken Sonneneruption mit Polarlichtern gerechnet werden.

Die statistische Ableitung, dass Polarlichter hauptsächlich im Herbst/frühen Winter, von Ende Oktober bis Mitte Dezember, sowie im späten Winter/Frühjahr, von Ende Februar bis Anfang April, auftreten, ist nicht absolut gesichert. Hier stehen zwar die Magnetfelder von Erde und Sonne besonders günstig zueinander, aber dieser Effekt ist aufgrund der geringen Neigung der Erdbahn gegen die Ekliptik eher zu vernachlässigen. Wahrscheinlicher ist es, dass besonders in den kältesten Winternächten die Beobachtungen aufgrund des Wetters sehr rar sind. Ähnliches gilt für die fehlenden Sommerbeobachtungen, denn zu dieser Jahreszeit herrscht im Norden die Mitternachtssonne und macht Polarlichtsichtungen praktisch unmöglich. Im Allgemeinen kann man sagen, dass Polarlichter mit zunehmender Distanz zum jeweiligen Pol, etwa von Deutschland, Österreich, der Schweiz und Italien aus, meist nur während des Aktivitätsmaximums der Sonne beobachtet werden können, was relativ selten ist. Mittels moderner Digitalkameras kann man jedoch auch während der weniger aktiven Phasen des Sonnenzyklus noch einzelne Ereignisse – von Mitteleuropa aus – dokumentieren.

Die Intensität der Polarlichter steigt seit 2007 wieder an und hat 2012 ihren letzten Höhepunkt erreicht. Laut der amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA sollten es die stärksten Polarlichter seit 50 Jahren sein.

Polarlichter können verschiedene Farben haben. Grünes Licht entsteht durch Sauerstoffatome, die in gut 100 km Höhe angeregt werden, rotes Licht von Sauerstoffatomen in etwa 200 km Höhe. Angeregte Stickstoffatome senden violettes bis blaues Licht aus. Zur Anregung von Stickstoffatomen sind jedoch sehr hohe Energien notwendig und so lassen sich diese Farben nur bei starken Sonnenwinden beobachten.

Da der Sonnenwind außerhalb der Polarregionen nur selten tief in die Atmosphäre eindringen kann, sind Polarlichter in der gemäßigten Zone, also auch in Europa, meistens rot.“

Wo kann man das Nordlicht fotografieren

Das Polarlicht ist am besten von lichtfernen Orten aus zu fotografieren. Je näher man einer Stadt / einem Ort ist, des so stärker überstrahlen deren Lichter den Nachthimmel. Dies ist bei den notwendigen Belichtungszeiten sehr störend. Hinzu kommt, daß das Nordlicht keine permaneten Erscheinung über Stunden hinweg ist. Es beginnt oft sehr, sehr schwach zu strahlen.
In dieser Phase ist es selbst mit einem adaptierten Auge nur durch Testaufnahmen  feststellbar. Danach wird es stärker, überschreitet seinen Aktivitätshöhepunkt , um dann wieder langsam zu „verlöschen“. Die Zeiten die höchsten Aktivität in solchen Phasen (mind. Stärke 4) sind selbst in hellen Ortschaften deutlich wahrnehmbar und sind an Zauber nicht zu übertreffen.

Die notwenige Ausrüstung

  • Warme, winddichte Bekleidung, Polarnächte können sehr kalt und windig sein!
  • Ein stabiles Stativ wegen der langen Belichtungszeiten.
  • Eine Stirnlampe mit Rotfilter ist hilfreich, da man je nach Ergebnis der ersten Aufnahmen oft etwas an der Kamera verändern muß. Ein normales, sehr helles Stirnlicht entwöhnt die Augen wieder von der Dunkelheit. Eine normale Taschenlampe geht auf, jedoch hat man dann immer nur eine Hand frei.
  • Geduld, Geduld, Geduld.
  • Hohe Frustrationsresistenz wenn mal kein Polarlicht sichtbar sein sollte. Aber keine Bange, auch eine sternenklare arkitsche Nacht hat ihren sehr besonderen Reiz.
  • Beweglichkeit: Habe schon von Leuten gehört, die nur nach Norden schauten, während das Nordlicht im Süden hinter ihrem Rücken erschien. Also immer den Rundumblick behalten.

Grundeinstellungen der Kamera

  • Blitz: ausschalten
  • Filter: Pol- oder UV – Filter entfernen
  • Display: die Helligkeit des Displays so weit es geht reduzieren.
  • ISO: 400 bis max 1600, je nach Rauschverhalten des Sensors
  • Weißabgleich: Tageslichteinstellung / 5500 Calvin
  • Belichtungszeit: zwischen 10 – 30 sec.
  • Focus: auf manuell und unendlich stellen
  • Selbstauslöser: wenn möglich auf ca. 2 Sekunden einstellen, dies reduziert, wenn man keine Fernauslösung hat / benutzt die Verwackelungsgefahr
  • wenn möglich Aufnahmemodus: manuel(M)
  • wenn möglich Blende: kleinstmöglich
  • Brennweite: möglichst gering (Weitwinkel)

Wie fotografiert man das Nordlicht

Das Stativ sollte stabil aufgestellt werden, da es oftmals recht stürmisch sein kann.
Das Kameraobjektiv so ausrichten, daß im unteren Bereich nur ein schmaler Streifen den Horizonts zu sehen ist.
Die Ausrüstung nach dem Aufstellen so verpacken, daß man mit einem Griff alles an einen anderen Ort stellen kann. Das Polarlicht ändert schnell seine Richtung und Ausdehnung.
Da das menschliche Auge im Dunklen nur schwarz und weiß, ggf Grau unterscheiden kann, ist auch auf Erscheinungen zu achten, die sich zuerst wie leichte Wolken darstellen. Oft ist dies eine Wolke, in vielen Fällen aber deutet sich so die erste Phase eines Nordlicht an.

Die Nächte sollten dunkel und sternenklar sein.
Dies ist, und darauf sei hier noch einmal explizit hingewiesen, in Vollmondnächten selten der Fall. Bitte vergewissern Sie sich wann der Mond wo am Himmel steht. Schlimmstensfalls überstahlt er ein schwaches Polarlicht.

Wann sieht man das Nordlicht

Es gibt keine Garantie das Nordlicht zu sehen, es gibt aber Indikatoren, die ein Auftreten des Polarlichtes wahrscheinlich machen.
Grundsätzlich ist es auf der nördlichen Halbkugel zwischen Oktober und April in einem schmalen Streifen, der sich in Europa grob gesagt auf der Höhe von Tromsø und Rykjavik befindet und mit Abweichungen mal mehr nördlich und mal mehr südlich zu sehen ist. Diesen Streifen können Sie unten auf der ersten Grafik im aktuellen Zustand sehen.

Ein weiteres Indiz ist die Stärke der Aktivität, die in einer Skala von 0 bis 9 bemessen wird. Dieser als „Activity“ in der unteren ersten Grafik (links an der Seite) bezeichnete Wert ist höhe je stärker die Nordlichtaktivität ist. In der zweiten Grafik unten sieht man den aktuellen Verlauf der geomagnetischen Aktivität (Standort Tromsø) der letzten 33 Tage.

An den verschiedenen Orten, von denen man das Polarlicht beobachten kann gibt es normaler Weise Möglichkeiten eine Vorhersage zu erhalten oder man verläßt sich auf die Aussage, daß auf Tage an denen man das Nordlicht gesehen hat, weiter Tage der Sichtbarkeit folgen.

Letztendlich ist der 11 jährige Zyklus der Sonnenaktivitäten zu beachten, deren letzter Höhepunkt 2012 war. Je stärker die Sonnenaktivität ist, des so intensiver kann das Polarlicht wahrgenommen werden.

Links zum Thema Nordlicht

Die aktuellen Aktivitätsregionen auf der nördlichen Halbkugel in Form einer Grafik:

Quelle: NOAA Space Weather Prediction Center

Die aktelle Aktivität im 33 Tage Überblick, Standort Tromsø

Quelle: Universitetet i Tromsø mit Daten aus: http://geo.phys.uit.no/

 

Die Himmelsrichtung ( Abweichung von Nord – magnetisch -), in der die aktuellen Aktivitäten gemessen wurden:

Quelle: Alle data hentes fra Nordlysobservatoriet, Universitetet i Tromsø.

 

Eine Seite mit fast allen Informationen zu den aktuellen Rahmenbedingungen in englischer Sprache.