"Alfven-Wellen" im Sonnenwind

[Daniel Ricke]

Moin!

Ich habe eben auf http://www.sec.noaa.gov/forecast.html noch die Zusammenfassung vom Vortag erwischt, kurz bevor sie um 00h MESZ aktualisiert wurde.

Dort bin ich auf einen Begriff gestoßen, von dem ich bisher noch Nichts gehört habe, der aber anscheinend recht bekannt in der solaren Astrophysik ist.
Denn googeln ergab doch einige Treffer.

Es handelt sich um die "Alfven-Wellen". Hier der Text:

IIA. Geophysical Activity Summary 21/2100Z to 22/2100Z:
The geomagnetic field was moderately disturbed early in the period,
as conditions ranged from active to brief major storming at high
latitudes. This activity was due to strong Alfven waves in the solar
wind that caused periods of southward IMF to reach -15 nT at
times. The solar wind returned to more normal conditions during the
last 12 hours.

Diese Alfven-Wellen sind wohl magnetische Wellen im Sonnenwind(-Plasma) Ich wollte den Begriff hier einfach mal erwähnen, da ich eben noch nie etwas davon gehört hab.
Ich lese die Zusammenfassungen des SEC eigentlich immer, aber das kam mir noch nicht unter.
Scheint wohl gar nicht so häufig zu sein, dieses Phänomen.
Oder ist das für euch schon ein alter Hut und ich war an dem Tag zufällig krank als das dran kam?

Viele Grüße
Daniel

[Lutz Schenk]

Hi Daniel,

ich kannte den Begriff zwar schon, aber was es genau damit auf sich hat weiss ich auch nicht.

Ich habe dazu einen Link bei der TU-BS gefunden:
http://www.geophys.tu-bs.de/lehre/fprak/theorie.html

Soweit ich dem entnehme, handelt es sich um Phänomene bezüglich stehenden Wellen und Resonanzen, und auch dem Sonnenwind überlagerte Wellen.

Auf den Webseiten des Rice Space Instituts stolperte ich zuerst über diese Alfven-Windspeed:

http://space.rice.edu/ISTP/justdials.html

Laut dem Erklärungstext (siehe Link auf der Seite)

Alfven Speed:
(Derived) This quantity is the propagation speed of shear Alfven (intermediate mode) magnetohydrodynamic waves in the solar wind.

So wie ich es verstehe können durch verschiedenartigste Ursachen Scherungen im Sonnewind, den CME's oder oder highspeed-streams entstehen. An den Scherflächen, oder dort wo sich gescherte Wellen wieder überlagern entsteht wiederum ein magnetischer Impuls, der Teile des Sonnenwindes beschleunigen oder bremsen kann, so das sich weitere überlagernde Wellen enstehen.

Diese Wellen können dann laut der TU-BS-Erklärung gerade im Erdnahen Bereich wohl auch "stehend" sein. Anscheinend können diese dann auch förderlich für verstärkte Aktivität im Erdmagnetfeld wirken.

Laut diesen Dials der Rice-Seite ist der dort angezeigte Wert aus irgendetwas "derived", also nicht wirklich gemessen. Wie oder was da genau wie zusammenhängt weiss ich aber leider auch nicht.

Die Rice-Seite kenne ich schon sehr lange, aber leider waren die Dials oft nicht aktuell, oder wochenlang gar nicht in Funktion. Daher hatte ich eigentlich auch gar nicht mehr dort nachgesehen.

Durch den Aufruf bezüglich der ACE-Daten vom Rice-Inst. kam ich aber neulich mal wieder drauf, und durch Dein Posting erinnerte ich mich der Alfven-Speed-Dials.

Vielleicht hat ja noch jemand genaueres dazu, wäre schön.
Es scheint ja eine nicht ganz uninteressante Größe auch für uns PL-Beobachter zu sein.

Viele Grüße,

Lutz

[Daniel Ricke]

Moin Lutz!

Den Rice-Link hab ich vor vielen das letzte Mal gesehen. Da war aber noch nix mit Alfven-Speed oder so.
Eigentlich sind mir die letzten 7 Anzeigen unbekannt.
Was ich dabei aber irgendwie irritierend finde ist, dass es null Anhaltspunkt gibt, welche Stärke gut ist oder nicht gut. Soll heißen, ohne die Staffelung in grünen, gelben und roten Bereich kann ich so ohne jegliche Kenntnisse mit den plots nichts anfangen.
Wahrscheinlich ist das Wissen über die Wellen aber eh peripher egal, denn die magnetischen Variationen manifestieren sich ja in Bt und Bz, womit wir ja dann etwas Anfangen können.

Daher würd ich sagen, wir schwammen drüber und lassen das Zeugs bei unseren PL-Chancen-Vorhersagen einfach weg.

Viele Grüße
Daniel

[Lutz Schenk]

Moin Daniel,

...
Daher würd ich sagen, wir schwammen drüber und lassen das Zeugs bei unseren PL-Chancen-Vorhersagen einfach weg.
...
Daniel

ich sehe das auch erst mal entspannt, aber interessieren tuts mich schon.
Also werde ich auf jeden Fall mal bei den nächsten Events diese Größe mit beachten. Mal schauen ob da was erkennbar wird.

Viele Grüße,

Lutz

[Robert Wagner]

Hi,

die Wesentliche Idee bei Alfvén-Wellen ist, dass durch Veränderung der Teilchendichten im Plasma eben eine Rückkopplung auf die vorhandenen Felder stattfindet, weil die Plasmateilchen ja geladen sind.

Eine brauchbare Erläuterung gibts in der Wikipedia. Die Alfvén-Geschwindigkeit ist dann nichts weiter als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Alfvén-Wellen.

Ciao,
Robert

[Dirk L]

Alfven Wellen kann man sich veranschaulichen wenn man sich vorstellt dass magnetische Feldlinien sowas wie gespannte Saiten sind. Wenn die angezupft werden, dann breitet sich da eine Welle aus. Diese Alfven Wellen laufen (verglichen mit anderen Plasmawellen) recht langsam, sind aber fast immer und ueberall wo Magnetfeld und Plasma ist, vorhanden. Die Ausbreitung von Alfven Wellen ist immer entlang der Magnetfeldrichtung.

Im erdnahen Raum gibt es Magnetische Feldlinien die an der Ionosphaere festgeknuepft sind, da kann man sich dann vorstellen, dass so eine Alfvenwelle eine stehende Welle auf so einer Feldlinie ist. Diese stehenden Wellen haben Perioden von etwa 5 Minuten, und treten besonders in der Region der Aurora auf. Man kann die am Boden mit Magnetometern messen, dann heissen die "Pulsationen".

Der Sonnenwind ist voll von allen moeglich Wellen, eben auch Alfvenwellen. Manchmal zerfaellt eine Schockwelle (die wir normalerweise mit Flares oder CMEs verbinden) auf dem Weg zur Erde in "harmlose" Alfvenwellen. Wenn wir unseren Sonnewind Forcast rechnen, dann ist das Modell das wir haben in der Lage vorherzusagen wann und wo (und ob) so ein Schock in eien Alfven Welle uebergeht, und dan wird das eben meist ein "nicht-Ereignis".

--Dirk L

[Lutz Schenk]

Hallo Dirk,

vielen Dank für diese sehr informative Auskunft!

Dann noch einige Fragen bezüglich der Anfrage des NOAA/SEC:
Seid ihr da schon aktiv geworden?
Wie würde Euer Service ohne Daten von ACE oder SOHO weiter existieren können ?

Gibt es wirklich so wenig, auch offizielles, Interesse am Zustand der Magnetosphäre ?

Da sind doch etliche Services von betroffen, bis hin auch zu kommerziellen Sateliten-Betreibern.

Hast Du etwas nähere Info ?

Viele Grüße,

Lutz

[Dirk L]

Hallo Lutz,

Dann noch einige Fragen bezüglich der Anfrage des NOAA/SEC:
Seid ihr da schon aktiv geworden?
Wie würde Euer Service ohne Daten von ACE oder SOHO weiter existieren können ?

Gibt es wirklich so wenig, auch offizielles, Interesse am Zustand der Magnetosphäre ?

Da wird hier von Seiten der Universitaeten (nicht nur Alaska) natuerlich viel gemacht um die Verwaltung zu beeinflussen. Das Problem ist, dass der Kongress kein Geld ausgeben will (abgesehen von teuren Kriegen und Steuererleichterung fuer reiche Leute), und dann die Agenturen (NASA, NOAA, NSF, etc) irgendwo sparen muessen. Dabei geht's uns hier in USA noch gut. In England hat z.B. PPARC (eine Agentur ueber die Forschung in England finanziert wird) gerade angekuendigt dass sie mehr oder weniger aus STP (Solar Terrestrial Physics) ganz aussteigen wollen. Davon sind dann so Sachen wie EISCAT, SuperDARN, und das Magnetometer Netzwerk betroffen. Deutschland hat den "Ausstieg" aus STP schon vollzogen, dort wird heutzutage kaum noch was in STP gemacht.

Um das zu verbessern muessen wir unsere Gesetzgeber direkt ansprechen, und das Uebel and der Wurzel packen. Wenn die Waehler denken dass Weltraumwetter wichtig ist, dan gibts dafuer auch Geld.

--Dirk