Lezen van de zonnewindgegevens

Lezen van de zonnewindgegevens

We kunnen nooit met 100% zekerheid voorspellen of we het Noorderlicht gaan zien en zo ja, in welke hoedanigheid. Door de zonnewindgegevens te begrijpen en op de juiste manier te interpreteren, kunnen we echter wel een indicatie krijgen van wat we kunnen verwachten. De wisselwerking tussen de zonnewind en de magnetosfeer van de aarde vormt immers de basis voor het ontstaan van het Noorderlicht. De zonnewind doet er normaal gesproken 2 tot 4 dagen over om van de zon naar de aarde te reizen. De belangrijkste satelliet die gegevens over de zonnewind meet, heet het Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). DSCOVR bevindt zich op het eerste Lagrangepunt (L1), op ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde in de richting van de zon. Afhankelijke van de snelheid van de zonnewind, passeert deze DSCOVR ongeveer 45 tot 90 minuten voordat deze aarde bereikt. Zo kunnen we kort van tevoren een goede indicatie krijgen van de eigenschappen van de zonnewind die op weg is naar aarde. De belangrijkste parameters waar we naar kunnen kijken zijn:

  • Interplanetair magnetisch veld (IMF): Dit is het magnetische veld dat door de zonnewind wordt meegevoerd, ook wel aangeduid als Bt. De Bt geeft de totale kracht van het magnetisch veld van de zonnewind weer. 
  • Bz-component van het IMF: Is de noord-zuidcomponent van het IMF en de belangrijkste voorspeller voor potentiële noorderlichtactiviteit. Een negatieve Bz (zuidwaarts) is gunstig, omdat de zonnewind dan een koppeling kan maken met het magnetische veld van de aarde. Simpel gezegd: een negatieve Bz zorgt ervoor dat het poortje voor de zonnewinddeeltjes openstaat.
  • Snelheid: Hogere snelheden (gemeten in km/s) zijn over het algemeen gunstiger voor noorderlichtactiviteit. Dit komt omdat een hogere snelheid de koppeling tussen zonnewind en het magnetisch veld van de aarde versterkt, waardoor er meer druk ontstaat en er meer energie van zonnewind kan worden overgedragen.
  • Dichtheid: Hogere dichtheden (gemeten in aantal deeltjes per kubieke centimeter) zijn gunstig voor de noorderlichtactiviteit, omdat er meer deeltjes in de atmosfeer van de aarde terecht komen, die kunnen botsen met zuurstof- en stikstofatomen.
     

Hoe te interpreteren?

Bt Interpretatie
0 – 5 nT Zwak
5 – 10 nT Gemiddeld
10 -15 nT Sterk
> 15 nT Zeer sterk

 

Bz Interpretatie
> 0 nT Ongunstig
0 – -5 nT Zwak (maar gunstig op hogere breedtegraden)
-5 – -10 nT Gunstig
-10 - -15 nT Zeer gunstig
< -15 nT Extreem sterk (indien meerdere uren < -15 nT kan het noorderlicht mogelijk zelfs in Nederland worden waargenomen)
  • Let op plotselinge veranderingen in Bz, met name verschuivingen van noordwaarts naar zuidwaarts.
  • De Bz kan in potentie zowel noordwaarts als zuidwaarts maximaal dezelfde waarde bereiken als de Bt.

 

Snelheid Interpretatie
0 – 300 km/s Lage snelheid
300 – 450 km/s Normale snelheid
450 – 600 km/s Hoge snelheid
> 600 km/s Zeer hoge snelheid

 

Dichtheid Interpretatie
0 – 5 p/cm3 Lage dichtheid
5 – 10 p/cm3 Normale dichtheid
10 -15 p/cm3 Hoge dichtheid
> 15 p/cm3 Zeer hoge dichtheid

 

Voorbeelden

Om een goede indicatie te krijgen van wat we kunnen verwachten (intensiteit, bewegelijkheid, kleuren, hoe ver zuidelijk kunnen we het noorderlicht zien) is het van belangrijk om niet alleen naar de afzonderlijke waarden te kijken, maar naar de combinatie hiervan. Een Bz kan bijvoorbeeld meerdere uren negatief zijn, maar als de snelheid heel laag is, kan dit leiden tot minder noorderlichtactiviteit dan verwacht op basis van Bz alleen. Hieronder volgen een aantal voorbeelden. Let wel op, het gaat hier om gemiddelde waarden over enkele uren, niet over momentopnamen. De zonnewind is grillig en kan snel veranderen. 'Flipt' de Bz bijvoorbeeld van lange tijd noordwaarts naar zuidwaarts dan kan het even duren voordat we hier ook daadwerkelijk de impact van zien.


Bt:                     7 nT (gemiddeld)
Bz:                    +5 nT (noordwaarts, ongunstig)
Snelheid:          330 km/s (gemiddeld)
Dichtheid:         4 p/cm3 (laag)

Deze combinatie suggereert lage geomagnetische activiteit en lage noorderlichtkansen.

 

Bt:                     11 nT (sterk)
Bz:                     -7 nT (zuidwaarts, gunstig)
Snelheid:           450 km/s (hoog)
Dichtheid:         12 p/cm3 (hoog)

Deze combinatie suggereert verhoogde geomagnetische activiteit en grote noorderlichtkansen op hoge breedtegraden.

 

Bt:                     25 nT (zeer sterk)
Bz:                     -18 nT (zuidwaarts, extreem gunstig)
Snelheid:           500 km/s (hoog)
Dichtheid:          17 p/cm3 (zeer hoog)

Deze combinatie suggereert extreme geomagnetische activiteit en noorderlichtkansen op lage breedtegraden.

 

Wanneer kunnen we noorderlicht in Nederland zien?

Om het noorderlicht in Nederland te kunnen zien, zijn we afhankelijk van zware geomagnetische stormen. Als vuistregel gebruik ik dat de Bz enkele uren minimaal -15 nT moet zijn. Zoals eerder beschreven, zijn we echter ook afhankelijk van andere factoren, zoals de snelheid en dichtheid van de zonnewind en het weer.

 

Waar kan ik deze data vinden?

Real-time zonnewind data zijn op verschillende ‘space weather’ websites en apps te vinden, bijvoorbeeld:

   
Screenshots van de Arcticans Aurora App. De blauwe stippellijn in de grafieken geeft de waarde van de zonnewind weer die zojuist bij aarde is aangekomen.