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Thermosphäre
Die Thermosphäre liegt über der Mesosphäre und erstreckt sich von rund 90 bis 500 km Höhe. Oberhalb der Thermosphäre liegt die Exosphäre.
Die Thermosphäre liegt über der Mesosphäre und erstreckt sich von rund 90 bis 500 km Höhe. Oberhalb der Thermosphäre liegt die Exosphäre.
Die Temperaturzunahme in der Thermosphäre ist hauptsächlich durch die Absorption Extremer UV-Strahlung verursacht, wobei die Temperaturmessung in ihrem klassischen Sinne durch die nach oben abnehmende Teilchenmasse nur noch wenig Anwendung finden kann. In der darüberliegenden Exosphäre liegen einzelne Gasteilchen so weit auseinander, dass Sie nicht mehr kollidieren und aus diesem äussersten Bereich der Atmosphäre auch ins Weltall entweichen können.
Innerhalb der Thermosphäre spielt sich allerdings das Himmelsphänomen der Polarlichter ab. Der Ursprung dieses Phänomens liegt allerdings im Magnetfeld der Erde, beziehungsweise der Sonnenteilchen die darauf treffen. Um also genau zu sein, spielen sich die Polarlichter in der Ionosphäre ab, diese stimmt grösstenteils mit der Thermosphäre überein, erstreckt sich allerdings einige Kilometer in die Mesopause.
Polarlichter entstehen infolge hoher Sonnenaktivität. Dabei stösst die Sonne grosse Mengen an elektrisch geladenen Teilchen (Elektronen und Ionen) aus. Diese gelangen während rund ein bis fünf Tagen zur Erde. Die Bewegung dieser Teilchen durchs All bezeichnet man als sogenannte Sonnenwinde.
Die von der Sonne ausgestossenen Teilchen werden am Magnetfeld der Erde oberhalb des Äquators nord- bzw. südwärts abgelenkt. Dabei werden die Teilchen bei der Ablenkung in Richtung der Pole beschleunigt und über den Polregionen schlussendlich in Richtung Erdoberfläche transportiert. Die Kollision der Sonnenteilchen mit den Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen in der Pol-nahen Erdatmosphäre ist die Ursache für die Polarlichter.
Um den Nordpol wird das Polarlicht Aurora Borealis und um den Südpol Aurora Australis genannt.
Polarlichter entstehen meist 100 bis 400 km, im Extremfall bis zu 600 km über der Erdoberfläche. Die Farbe hängt von dem Atom, auf welches das Sonnenteilchen trifft, sowie dem Energieniveau des Sonnenwindes ab:
Die Sonne stösst ständig elektrisch geladene Teilchen aus, die mit 300’000 bis 400’000 m/s ins Weltall geschleudert werden. Gelegentlich wird die Sonnenoberfläche von koronalen Löchern und Sonnenflecken aufgewühlt. Erstere verursachen eine deutliche Beschleunigung des Sonnenwindes (700’000 m/s), was zu einer intensiven Polarlicht-Aktivität führen kann. Die Sonnenflecken, welche auf der Sonnenoberfläche erscheinen, führen wiederum zu häufigeren Sonneneruptionen. Dabei wird Sonnenmaterie ins Weltall geschleudert, was als koronaler Massenauswurf (coronal mass ejection, CME) bezeichnet wird. Die Ankunft der CMEs in der Nähe unseres Planeten kann zu magnetischen Stürmen führen, die bis in die mittleren Breiten Polarlichter verursachen.
Die Sonne durchläuft einen 11-Jahres-Zyklus mit einem Minimum und einem Maximum an Aktivität. Diese lässt sich visuell an der Anzahl der Sonnenflecken an der Oberfläche ablesen. In der Phase minimaler Aktivität ist die Sonne fleckenlos, in der Phase hoher Aktivität bedecken Dutzende von Flecken ihre Oberfläche. Dann sind auch die CMEs zahlreich, was die Wahrscheinlichkeit für magnetische Stürme und starke Polarlichter erhöht.