Braunschweig Magnetometer

[Michael Bücking]

Guten Abend in die Runde,

in einigen Beiträgen die ich gerade gelesen habe, wird auf die Kurven des Magnetometers in Braunschweig verwiesen. Leider habe ich mich bislang nicht sehr detailliert damit beschäftigt.
Daher meine (entschuldigt) "laienhafte" Frage, was die vier Kurven aussagen. Wofür stehen die jeweiligen Indizes hinter dem B?

Vielen Dank schon für die kleine Lehrstunde.

[Ralf Pitscheneder]

Hallo Michael,

das Gesamtmagnetfeld (B) setzt sich aus 3 Komponenten, den sog. Vektoren, zusammen:

Bx: Nord-Süd Ausrichtung
By: Ost-West Ausrichtung
Bz: Vertikale Ausrichtung (senkrecht zur Erdoberfläche)

Polarlicht ist allgemein umso wahrscheinlicher (grober Anhaltspunkt):

- Bx: je kleiner der Wert,
- By: je grösser der Wert abends und je kleiner der Wert morgens,
- Bz: je grösser der Wert
- allgemein: je steiler die Kurven verlaufen; fast senkrechte Linien sind optimal.

Hoffe, ich konnte Dir ein wenig weiterhelfen.

Gruß
Ralf

[Ulrich Rieth]

Hallo Ralf! Hallo Michael!

Polarlicht ist allgemein umso wahrscheinlicher (grober Anhaltspunkt):
- Bx: je kleiner der Wert,
- By: je grösser der Wert abends und je kleiner der Wert morgens,
- Bz: je grösser der Wert
- allgemein: je steiler die Kurven verlaufen; fast senkrechte Linien sind optimal.

Besonders bei der Z-Komponente stimmt das, glaube ich, nicht.
Z zeigt uns ja an, ob das Oval näher zu uns kommt oder ob es noch weit weg ist.
Kommt es aber näher, dann fällt der Wert von Z und somit ist ein kleiner Wert hier besser als ein großer.
Ich glaube, erst wenn das Oval über uns angekommen ist, dreht sich die Richtung von Z erst um und ab jetzt ist ein großer Wert besser als ein kleiner. Aber das kommt wohl eher selten vor.
Vielleicht kann mal jemand ein SAM-o-gramm von 20.11.2003 posten mit allen 3 Komponenten. Da sollte man die Dinge ganz gut sehen können.
Bzgl. der Komponenten X und Y habe ich noch keine allgemeine Regel gefunden. Bei Y ist es wohl so, dass an ruhigen Tagen mit plötzlichem, schwachem Polarlicht, hohe Werte gut sind. An stark gestörten Tagen ist es aber wohl egal ob der Wert hoch oder niedrig ist.
Das gleichen gilt evtl. auch für X, aber hier fehlt mir im Moment noch der Überblick.
Evtl. kann Dirk sich dazu mal kurz äußern. Ich hatte vor einiger Zeit mal bei Cary Oler nachgefragt, aber er hat die Frage wohl irgendwo in seinem Mail Ordner verloren. Wenn ich Zeit habe, frage ich einfach nochmal nach.
Gruß

Ulrich

[Michael Bücking]

Danke Ralf, danke Ulrich,

das hilft mir schon mal weiter, diese Kurven zu interpretieren. Ich schaue später noch mal rein, ob jemand das SAM-o-gramm vom 20. November 2003 postet.

[Dirk L]

Also, das ist nicht so einfach ohne Tafel und ohne mit den Haenden herumzufuchteln.... Wichtigste Hilfe ist die "rechte Hand Regel". Wenn ein Strom fliesst, dann ensteht darum herum ein Magnetfeld. Die Richtung des Magnetfeldes kann mit der rechten Hand herausfinden. Faust, mit ausgestecketem Daumen: der Daumen zeigt in Richtung des Stromes, die Finger geben an wie das Feld sich um den Strom herumwindet.

Gucken wir mal was ein Strom im Magnetometer zeigen wuerde. Wir nehmen an, dass das Magnetometer nur langsame Aenderungen hat, d.h. die Spur geht langsam rauf (oder runter) und wieder zurueck in die Ruhelage. Langsam heisst im Laufe 1/2 oder 1 Stunde.

Nehmen wir mal ideale Schulbuchbegingungen: in der Ionosphaere fliesst ein gerader Ost-West Strom (Elektrojet). Wenn wir genau drunter stehen, gibt es kein Magnetfled in vertikaler Richtung, und keins in Ost-West (E-W) Richtung, aber ein gutes Feld in N-S, und zwar nach N wenn der Strom nach E (rechts) fliesst, und nach S wenn der Strom nach W fliesst.

Wenn wir suedlich unter dem Strom stehen, dann gibt es zusaetlich eine vertikale Komponente. Die rechte Hand Regel zeigt, fuer einen Strom nach E, und Standpunkt suedlich unter dem Strom, dass da ein Magnetfeld mit einer Komponente nach unter sein sollte. Wenn wir noerdlich vom Strom stehen, gaebe es eine nach oben gerichtete Komponente.

Wenn so ein Strom nicht genau ist E-W Richtung fliesst, gibts auch noch Magnetfeldkomponenten in E-W Richtung.

Von eine N-S Kette von Magnetometern kann man nun also re-konstruieren, wo ein Strom in der Ionosphaere fliesst, solange der keine zu komplizierte Geometrie hat, und als einfacher Linienstrom approximiert werden kann. Je groesser der Strom, desto groesser die Magnetometer Ausschlaege. Und der Strom fliesst meist in oder in der Naehe von der Aurora. Hier im Norden haben grosse Substuerme Stroeme die 2-4000 nT Stoerung machen.

Wenn nun ein Magnetometer Oszillationen zeigt, sagen wir mit Perioden von 1-5 Minuten, dann heissen die Pulsationen, und sind schwerer zu verstehen. Das sind normalerweise keine Linienstroeme. Pulsationen sind Plasmawellen, die aus der Magnetosphaere kommen. Die induzieren Stromsysteme in der Ionosphaere, und daher Magnetfeldschwankungen am Boden Pulsationen sind auch in der Regel mit Aurora verbunden, aber nicht mit "pulsierender Aurora" zu verwechseln. Pulsationen koennen ebenso mit ruhigen oder aktiven Boegen auftreten. Es gibt Theorien, dass insbesondere mehrere parallele Boegen von Pulsationen verursacht werden.

Uebrigens, wenn ich Magnetometer angucke, dann nenne ich die drei Komponenten normalerweise H, D, und Z fuer N-S, E-W, und vertikal. H steht fuer Horizontal (weil der groesste Anteil des horizontalen Feldes in N-S Richtung ist), und D fuer Deklination (wegen der E-W Abweichung von "normal null").

--Dirk

[Ralf Pitscheneder]

Hallo Dirk, hallo Ulrich,

vielen Dank für Eure sehr informativen Beiträge. Langsam wird der komplexe Zusammenhang klarer !

Gruß
Ralf

[PeterKuklok]

Hallo Dirk,

auch von mir ein 'Dankeschön' für die Erläuterungen. Deine Postings sind immer wieder eine Bereicherung.

Ich hab da noch eine Frage. Mir ist aufgefallen (und vielen anderen sicherlich auch), dass sich zumindest bei großen Polarlicht Ereignissen, also solchen, die man auch von Mitteleuropa aus beobachten kann, die Hauptaktivität fast immer in den Stunden vor bzw. nach Mitternacht (Ortszeit) abspielt. So wie es scheint sind starke PL-Ausbruche um Mitternacht +/- 30-60Min. eher eine Ausnahme. Ist das Zufall oder gibt es dafür eine Erklärung? Hängt es vielleicht damit zusammen, dass man in der Zeit um Mitternacht vom ostwärts gerichteten 'auroral electrojet' in den westwärts gerichteten wechselt ...oderwiewowas?
Ich finde das ganze 'etwas' verwirrend, denn auf praktisch allen schematischen Zeichnungen eines 'idealen' Polarlicht-Ovals hat dieses um Mitternacht (Ortzeit) seine größte Breite und damit auch südliche Ausdehnung. Irgendwie widerspricht sich das aber mit meinen Beobachtungen ...

Grüße
Peter

[Katja Gottschewski]

Hei Peter,

Mir ist aufgefallen (und vielen anderen sicherlich auch), dass sich zumindest bei großen Polarlicht Ereignissen, also solchen, die man auch von Mitteleuropa aus beobachten kann, die Hauptaktivität fast immer in den Stunden vor bzw. nach Mitternacht (Ortszeit) abspielt.

Das ist mir auch schon aufgefallen. Und heftiges CH-Polarlicht (Typ "rasend schnelle Bewegung, ausgepraegte rosa Unterkante und schnell wieder vorbei") habe ich hauptsaechlich am fruehen Abend (so zwischen 18-20 Uhr Ortszeit) beobachtet. Generell ist mein Eindruck, dass vor Mitternacht durchschnittlich mehr los ist als um Mitternacht herum und nach Mitternacht, was aber auch teilweise daran liegen kann, dass ich ja irgendwann auch schlafen muss und deshalb Polarlicht weit nach Mitternacht normalerweise nicht mitkriege. Aber ich schaue meistens am naechsten Tag, was an der SGO-Cam und am MM Tromsø los war, und meistens war dann da auch nicht mehr viel.

Gruss,
Katja

P.S.: Hier natuerlich wieder Wolken...

[Michael Bücking]

Hallo Dirk, Peter und Katja,

vielen Dank auch für Eure Erläuterungen und Beobachtungen. Ich werde mir Eure Postings noch mal in Ruhe zu Gemüte führen und danach noch mal posten, wie das mit meinen Beobachtungen zusammen passt.

Der gesamte TOPIC ist auf jeden Fall schon sehr aufschlussreich. Gruß an Euch alle.

Und allen natürlich immer PL-taugliches Wetter.

[Dirk L]

"Normales" Polarlicht hat in der Tat so um Mitternacht (+- ein bis zwei) Stunden sein Haeufigkeitsmaximum. Substorms sind dafuer verantwortlich. Die kommen ja aus dem Magnetotail, und haben daher die groesste Wirkung so um Mitternacht. Statistisch ist es bessor vor Mitternacht als danach, also sagen wir mal zwischen 22 und 1 Uhr. Wenn ich "Mitternacht" schreibe, dann meine ich damit "Magnetische Mitternacht".

Magnetisach Mitternacht ist die Stelle auf dem Globus, wo die Sonne auf einer Linie liegt die vom Beobachter ueber den magnetischen Pol geht. Hier in Alaska ist der magnetische Pol deutlich rechts (25 Grad ostwaerts) vom geographischen, und mag. Mitternacht is ca um 01:30 Ortszeit. In Europa habt ihr es etwas besser, da ist der mag. Pol links vom geographischen, und mag. Mitternacht ist vor 00:00 Otrszeit (ich kann allerdings so auf die Schnelle nicht sagen wie viel vorher...).

Und grosse Stuerme (wie z.B. Oct/Nov 1003) kuemmern sich eigentlich nicht darum was fuer Ortszeit gerade ist. Da finden zwar auch substorms statt (im Mitternachtsbereich), aber das ganze Oval ist so ausgedehnt, dass Mitternacht nicht unbedingt bevorzugt ist. Der Zeitpunkt der groessten Ausdehnung haengt da mehr vom Treiber (Sonnewind) ab.

--Dirk

[Lutz Schenk]

Hallo Michael,

ich habe nun auch endlich mal angefangen, eine Stormfile-Seite bei SAM-Europe zu machen. Hier sollen dann einmal möglichst alle Events, bei denen PL hier zu sehen war, auch durch die SAM-Diagramme repräsentiert werden.

Bisher gibt es leider mangels Daten anderer SAM-Betreiber erst die Events vom Herbst 2003.

Aber vieleicht kannst Du ja da auch schon etwas raus "lesen" oder es versuchen.

http://www.sam-europe.de/stormfiles/index_storm.html

Schau es Dir mal an, und wenn Du fragen hast, nur zu.

Viele Grüße,

Lutz

[Heiko Rodde]

hallo lutz,

tolle arbeit mit der stormfile seite ! vorallem die 3-tages-plots gefallen mir sehr. nur schade, dass es in den naechsten jahren doch noch ruhiger werden wird. irgendwie hatte ich selbst bei den ch dieses jahr schon den eindruck, dass letzten winter wesentlich mehr "loecher" auf der sonne zu sehen waren. eigentlich hatte es ja mal geheissen, dass in den minima-jahren die ch zahlreicher zu sehen sind .......

gruss heiko

[Michael Bücking]

Hallo Lutz,

Danke für den Link zu den Diagrammen. Es ist ja interessant zu sehen, wie unterschiedlich die Ausschläge desselben Ereignisses an verschiedenen Orten ist. Die rote Kurve zeigt ja die schönsten "Höhenflüge". Was ist die praktische Auswirkung? Gibt's an diesem speziellen Ort dann auch besonders schöne Sichtungen? Oder ist da kein direkter Zusammenhang gegeben?

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Hallo Dirk,

Dein zweites Posting habe ich schon mal grob überflogen. Ich hoffe, dass ich am nächsten Wochenende mal ein bisschen Muße finde, das alles mal in Ruhe zu "verdauen".