Eine Sonnenfinsternis miterleben zu können, ist sicherlich ein besonderes Erlebnis. Obwohl das Spektakel hauptsächlich visuell ist, kann es auch andere Effekte geben. Die Luft kann abkühlen und Beobachter können eine Abnahme der Windgeschwindigkeit oder eine Änderung der Windrichtung bemerken. Es kann sogar eine unheimliche Stille geben.
Erfahrungen wie diese sind seit Jahrhunderten bekannt, und der berühmte Astronom Edmund Halley schrieb während einer Sonnenfinsternis im Jahr 1715 über die „Kälte und Feuchtigkeit, die der Dunkelheit beiwohnten“, was, wie er feststellte, bei denen, die das Ereignis miterlebten, „ein gewisses Gefühl des Grauens“ auslöste.
Während die meisten Menschen eine Sonnenfinsternis als „ehrfurchtgebietend“ (und überhaupt nicht als erschreckend) bezeichnen würden, werden die von Beobachtern im Laufe der Jahre beobachteten atmosphärischen Veränderungen als „Eklipsenwind“ bezeichnet. Und nun, basierend auf den Beobachtungen von über 4.500 Citizen Scientists in Großbritannien während der partiellen Sonnenfinsternis am 20. März 2015, ist dieser Effekt nicht nur eine Einbildung; es ist ein echtes Phänomen.
Teilphasen der Sonnenfinsternis heute aus Sicht des Vereinigten Königreichs. Kredit und Urheberrecht : Sarah und Simon Fisher.
Die Nationales Eclipse-Wetterexperiment (NEWEx) war ein britisches Citizen-Science-Projekt zum Sammeln von atmosphärischen Daten während dieser Sonnenfinsternis. Die Öffentlichkeit – darunter etwa 200 Schulen – zeichneten während der Sonnenfinsternis alle fünf Minuten Wetteränderungen wie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Bewölkung auf. Diese online übermittelten Daten wurden mit offiziellen Daten der britischen Met Office Observations, dem nationalen Wetterdienst des Vereinigten Königreichs, verglichen.
„Der NEWEx war, soweit wir wissen, eine Weltneuheit bei der Messung und Analyse von Wetterveränderungen der Finsternis auf nationaler Ebene in nahezu Echtzeit durch die Einbeziehung eines Netzwerks von Bürgerwissenschaftlern“, schrieb der Forscher Luke Barnard, Giles Harrison, Suzanne Gray und Antonio Portas von der University of Reading, in einer von einer Reihe neuer Artikel über die Meteorologie der Sonnenfinsternis, die diese Woche veröffentlicht wurden.
Die Daten zeigten, dass sich während der Sonnenfinsternis nicht nur die Atmosphäre abgekühlt hat – was nicht verwunderlich ist, da die Sonnenstrahlung vom Mond blockiert wird –, sondern auch Wind und Wolkendecke abnahmen. Der kumulative Effekt ist real und nicht nur anekdotisch, sagte das Team.
Die Daten
NEWEx sammelte 15.606 meteorologische Beobachtungen von 309 Standorten in Großbritannien und aus diesen Beobachtungen konnte das Wissenschaftsteam Schätzungen der oberflächennahen Lufttemperatur, der Bewölkung und der oberflächennahen Windgeschwindigkeitsfelder an vielen britischen Standorten ableiten. Die von Citizen Scientists übermittelten Daten wurden mit Wetterstationen von Met Office und einem Netzwerk von Wettersensoren am Straßenrand kombiniert, die den Straßenzustand überwachen. Die Kombination der Daten half dabei, das jahrhundertealte Geheimnis des Sonnenfinsterniswinds zu lüften.
Geografische Verteilung der Teilnehmer am NEWEx Citizen Science-Projekt während der Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 im Vereinigten Königreich, mit Bezeichnungen zwischen Schulen (gelbe Quadrate) und Nichtschulen (rosa Punkte). Bildnachweis: Antonio M. Portas, Luke Barnard, Chris Scott, R. Giles Harrison.
Aus der Analyse der Daten ergaben sie, dass die Windänderung durch Variationen der „Grenzschicht“ verursacht wird – dem Luftbereich, der normalerweise Winde in hoher Höhe von denen am Boden trennt.„Im Laufe der Jahre gab es viele Theorien über den Finsterniswind, aber wir denken, dass dies die bisher überzeugendste Erklärung ist“, sagte Harrison in einer Pressemitteilung der University of Reading in Großbritannien. „Wenn die Sonne hinter dem Mond verschwindet, kühlt der Boden plötzlich ab, genau wie bei Sonnenuntergang. Das bedeutet, dass warme Luft nicht mehr vom Boden aufsteigt, was zu einem Rückgang der Windgeschwindigkeit und einer Richtungsänderung führt, wenn sich die Verlangsamung der Luft durch die Erdoberfläche ändert.“
Die Messungen von Citizen Scientists zeigten deutlich Temperaturrückgänge und eine Abnahme der Wolken. Das Team stellte fest, dass es für die Teilnehmer aufgrund der geringen Windgeschwindigkeit und einiger Bereiche, in denen sich die Wolkendecke nur geringfügig änderte, schwierig war, einige der Messungen durchzuführen. Aber die hohe Beteiligung in ganz Großbritannien lieferte dem Team genügend Daten, um seine Schlussfolgerungen zu ziehen.
„Halley verließ sich auch auf die Kombination von Sonnenfinsternis-Beobachtungen von Amateur-Ermittlern aus ganz Großbritannien. Wir haben seinen Ansatz fortgesetzt“, sagte Harrison.
Insgesamt 16 neue Artikel und Berichte wurden diese Woche in einer Sonderausgabe der „Eclipse Meteorology“ der ältesten wissenschaftlichen Zeitschrift der Welt veröffentlicht. Philosophische Transaktionen der Royal Society A. Das Sonderheft erscheint 301 Jahre nach Halleys Bericht über die Sonnenfinsternis 1715 in London – und zwar in genau derselben Zeitschrift.
Das Team schrieb, dass sie hoffen, dass im August 2017 eine ähnliche bürgerwissenschaftliche Anstrengung stattfinden könnte, wenn eine totale Sonnenfinsternis von Nordamerika aus sichtbar sein wird, was eine weitere Gelegenheit bietet, die von der Sonnenfinsternis verursachten meteorologischen Veränderungen zu untersuchen.
„NEWEx dient als nützliches Beispiel für die Stärken und Herausforderungen bei der Verwendung eines bürgerwissenschaftlichen Ansatzes zur Untersuchung von durch Sonnenfinsternis induzierten meteorologischen Veränderungen und könnte eine Vorlage für eine ähnliche Studie für die Sonnenfinsternis im August 2017 bieten“, sagte das Team.
Quellen: Papier: Das National Eclipse Weather Experiment: eine Bewertung der Wetterbeobachtungen von Bürgerwissenschaftlern , Philosophische Transaktionen der Royal Society A, Universität des Lesens.