Lexikon: HSS, CIR (schneller Sonnenwind)
High-Speed-Stream (HSS)
☞ Schneller Sonnenwind aus koronalen Löchern
Schneller Sonnenwind, der aus sogenannten koronalen Löchern stammt (keine echten Löcher – engl. Coronal Holes, kurz CH), formiert einen High-Speed-Stream. Die Grenze zu langsamen Sonnenwind liegt bei 400 km/s. Alles darüber gilt als schnell, alles darunter langsam. Langsamer Sonnenwind stammt aus ‚Streamern‘, die sich zwischen positiv und negativ polarisierten koronalen Löchern bilden oder ‚Pseudo-Streamern‘ über aktiven Sonnenfleckenregionen. Ein charakteristischer Unterschied ist die Plasmadichte: hoch im langsamen Sonnenwind., niedrig im schnellen.
Im Maximum des ungefähren 11-Jahre-Sonnenzyklus ist ein High-Speed-Stream selten schneller als 550 km/s, in der abnehmenden Phase des Sonnenzyklus auch mal über 800 km/s schnell, und zwar dann, wenn die koronalen Löcher am Sonnenäquator an Größe und Anzahl deutlich zunehmen. Im solaren Minimum gibt es fast ausschließlich langsamen Sonnenwind da sich nur an den Polen der Sonne riesige koronale Löcher befinden, deren schneller Sonnenwind uns nicht erreicht.
LINKS: Sicht von Norden nach Süden auf die Planetenebene (Ekliptik), in der Mitte die Sonne, der gelbe Punkt ist die Erde
MITTE: Seitenansicht/Querschnitt der Achse Sonne-Erde
RECHTS: Querschnitt des äußeren Kreises in 2.2 Erdradien
Gelb und Orange schneller Sonnenwind aus koronalen Löchern
Das Wechselspiel von schnellem und langsamen Sonnenwind führt zu Ausbildung einer Spirale in der Heliosphäre – die Parker-Spirale
High-Speed-Streams und insbesondere die eingelagerten SIRs (Stream Interaction Regions) bzw. CIRs (Corotating Interaction Regions) sind für etwa 10% aller größeren geomagnetischen Stürme verantwortlich – besonders in der abnehmenden Phase des Sonnenzyklus.
Sie können dann gut vorhersagbar über mehrere Monate hinweg immer wieder etwa alle 27 Tage kräftige geomagnetische Stürme auslösen, die tagelang andauern können, wenn sie einmal um die Sonne rotiert sind und wieder in der geoeffektiven Zone ankommen. Die Aurora-Fans freuen sich, weil sie so sogar ihren Tromsø-Urlaub Wochen oder Monate vorher planen können. Satellitenbetreibern treiben sie dagegen Schweißperlen auf die Stirn, weil sie tagelang mit den andauernden Auswirkungen eines gestörten Magnetfeldes zu tun haben.
Im interplanetaren Raum kann ein High-Speed-Stream langsame ICMEs beschleunigen, schnelle ICMEs abbremsen, sie verformen, wegschieben und anderweitig komplex mit ihnen interagieren. ICMEs können in ihnen eingebettet und schwer zu erkennen sein, wenn sie unbemerkt und ohne auffälliges Aufleuchten (Röntgen- oder Radio-Flares) in der Nähe von koronalen Löchern entstehen und so für völlig überraschende starke geomagnetische Stürme sorgen (Stealth CMEs).
Schneller Sonnenwind in der Nähe von ICMEs ist immer eine Herausforderung für die Vorhersage des Raumwetters.
Stream Interaction Regions (SIR) & Corotating Interaction Regions (CIR)
Eine Stream Interaction Region mit verdichtetem Plasma und von ihr produzierte Schockwellen:
Quelle: Jian et al (2006)
Die Begriffe CIR und SIR werden oft synonym benutzt, obwohl der Definition nach nur eine Stream Interaction Region, die mindestens ein zweites Mal die Sonne umrundet als Corotating Interaction Region bezeichnet wird. Treffen zwei oder mehr Interaction Regions aufeinander und verschmelzen haben wir dann eine Merged Interaction Region, MIR, und damit ist der Zoo komplett. MIRs lassen sich im äußeren Bereich der Heliosphäre finden (ab dem Jupiterorbit). Zu allem Überfluss wird im Alltag des Raumwetterbetriebs selten zwischen CIR, SIR, HSS und „schnellem Sonnenwind“ unterschieden, was aber in der Praxis auch nicht besonders schlimm ist.
Quelle: Kataoka and Miyoshi (2006)
High-Speed-Streams koronaler Löcher führen vor allem in hohen Breiten relativ zuverlässig zu Polarlicht, in Mittelbreiten wie z.B. in Mitteleuropa eher selten – hier vor allem um die Tag-Nacht-Gleichen herum und wenn die magnetische Polarität stimmt (negativ polarisiert im Februar, März, April, Mai – positiv polarisiert im August, September, Oktober, November)
Merksatz: Wir wollen SPAM! September Plus – April Minus