Nordlys på Svalbard - en forsker forklarer

Fra oktober til februar er nordlyset en fast følgesvenn på Svalbard. Slør av lys driver stadig over et landskap som er like nådeløst som det er vakkert – og synet mister aldri evnen til å imponere. Det unike er at Longyearbyen er ett av de få stedene i verden der du faktisk kan se nordlyset midt på dagen.

Så ja – vi skjønner dem som vil nerde på dette fenomenet. Denne artikkelen er skrevet nettopp for deg, med litt ekstra snacks om hvordan dette sagnomsuste lyset egentlig blir til.

Innhold faglig kvalitetssikret av: Jøran Moen, UNIS
 

Hvorfor oppstår nordlyset?

Både jorda og sola har såkalte magnetfelt som begge spiller viktige roller i dannelsen av nordlyset.

Alt starter på sola. Sola er en hydrogenbombe og vår viktigste energi-kilde. Den har et enormt og urolig magnetfelt, skapt av elektriske strømmer i det glødende, roterende plasmaet som sola består av. Som en del av dette sender sola kontinuerlig ut en strøm av bittesmå, ladde partikler – mest elektroner og protoner. Denne strømmen kalles solvinden. Solvinden trekker med seg magnetfelter fra sola.  Og av og til oppstår såkalte solstormer. Da er enorme magnetiske gasskyer som river seg løs fra solen – med store mengder energi (Corona Mass Ejection).

Når solvinden treffer jorda, møter den jordas eget magnetfelt. Jordas magnetfelt fungerer som en støtdemper og beskytter oss mot solvinden. På solsiden av jordkloden presses feltet sammen, mens det på nattsiden strekkes ut i en lang hale. Uten dette skjoldet ville solvinden bombardert jorda hele tiden, og sterkest på dagsiden ved ekvator.

Jordas magnetfelt fungerer altså som en «støtdemper», og usynlig vern som slynger seg rundt hele kloden. Støtdemperen er et magnetisk skjold  blir til av bevegelser i det flytende jernet langt inne i jordas indre, og beskytter oss altså mot mye av solas kraft.

Men jordas magnetiske skjold har også noen «svake punkter». Det er i berøringspunkter der jordas magnetfelt og magnetfeltet i solvinden er motsatt rettet. Der kobler solas magnetfelt seg opp til jordas magnetfelt og gassen i solvinden slipper inn i jordatmosfæren.

Solas og jordas magnetfelt kobler seg sammen i en prosess som kalles magnetisk oppkobling (magetic merging). Når magnetfeltet i solvinden kobler seg til jordas magnetfelt, vil solpartikler strømme rett inn i jordatmosfæren. Når de kolliderer med gassene høyt der oppe, oppstår lysfenomenet vi kaller nordlys – eller aurora borealis.

Hva er forskjellen på dagsnordlys, og nordlyset vi ser kvelds- og nattestid?
 

La oss starte med dagsnordlyset.

På solsiden av jorda, nær de magnetiske polene, finnes et område som kalles polarkløften. Det betyr at både i nærheten av nordpolen og sørpolen finnes soner der jordas magnetfelt er mer åpent – nesten som en trakt. Her kan solpartikler slippe nesten rett inn i atmosfæren.

Det gjør at man kan se nordlyset midt på dagen i de aller nordligste områdene om vinteren – som på Svalbard. Her er det polarnatt fra november til januar, og dermed mørkt også på dagtid. Det gjør det mulig å faktisk se dagsnordlyset med det blotte øye. På den sørlige halvkule skjer det samme rundt Antarktis når de har sin vinter.

Dagsnordlyset er vanligvis noe svakere og dusere enn nattnordlyset.

På nattsiden blir jordas magnetfelt derimot strukket langt ut som en lang hale. I halen samles energi og ladde partikler fra sola i store mengder, og gjerne etter en 2-3 timer med opplading i hallen, kuttes halen ved en magnetisk frakobling fra solvinden (magnetic reconnection). Jordas magnetfelt som ved oppkobling mot silvindens magnetfelt er blitt strukket ut i en 600.000 km lang hale plutselig «rykker tilbake» til 60.000 km. Og artiklene slynges inn mot jorda i høy fart. De treffer atmosfæren og lager det mer fargerike og kraftige nordlyset vi oftest ser om kvelden og om natta.

Kort oppsummert: På solsiden av jordkloden slipper solvindpartikler inn ved at solvindens magnetfelt kopler seg opp mot jordas magnetfelt, og da får vi dagsnordlys. På nattsiden samler magnetfeltet opp energi i den lange halen, og når solvinden frakobler seg jordmagnetfeltet strukket ut i en lang hale, skytes partikler inn fra nattsiden, får vi et sterkere og mer fargerikt nordlys på natt og kveld.

 

Nordlysets fargebonanza

Nordlyset kan gløde i flere farger, og hvilke farger du ser avhenger av hvilke gasser i atmosfæren solpartiklene treffer, og i hvilken høyde det skjer.

- Grønt – den klart vanligste fargen. Den kommer når partiklene treffer oksygen høyt oppe i atmosfæren, mellom ca. 100 og 300 kilometer over bakken.
- Rødt – mer sjeldent, og oppstår når oksygen treffes enda høyere oppe, over 200 kilometer. Da får himmelen et rødlig skjær.
- Blått og lilla – kommer når partiklene kolliderer med nitrogen i de lavere lagene av atmosfæren.

Enkelt sagt: Ulike gasser + ulike høyder = ulike farger. Det er derfor nordlyset noen ganger kan skifte fra grønt til rødt eller lilla i samme himmelspill.

Hva er nordlysovalen?

Nordlyset dukker ikke opp helt tilfeldig på himmelen. Det følger jordas magnetfelt, som altså leder solpartiklene ned mot polområdene. Når partiklene treffer atmosfæren der, dannes et slags belte av nordlys som slynger seg rundt de magnetiske polene. Dette beltet kalles nordlysovalen – og det finnes både på den nordlige og den sørlige halvkule.

Jordas magnetfelt er selve kraftfeltet, mens nordlysovalen er området på himmelen der kvelds- og nattnordlyset oftest vises. Merk; dagsnordlyset styres av et helt annet område i magnetfeltet, slik vi kan lese over.  

På den nordlige halvkule ligger nordlysovalen som en usynlig ring over Nordkalotten – området nord for polarsirkelen som inkluderer Nord-Norge, Finland, Sverige, Russland og Svalbard. På den sørlige halvkule finnes en tilsvarende oval over Antarktis, der vi får det som kalles sørlys (Aurora Australis).

Svalbard ligger litt nord for selve nordlysovalen. Det betyr at nordlyset her ofte er litt svakere og mer dus i fargene enn lenger sør i ovalen.

Ovalens størrelse og plassering forandrer seg hele tiden med solaktiviteten. Når sola er ekstra aktiv, utvider ovalen seg sørover, og da kan til og med folk langt lenger nede i Europa få et glimt av nordlyset.

Ja, nordlyset kan faktisk påvirke teknologi
 

Kraftig geomagnetisk aktivitet kan forstyrre navigasjon, radiosignaler og satellittsystemer. Solstormer og koronalutbrudd (CME) kan føre til forstyrrelser på GPS-signal og feilposisjonering, problemer for flytrafikk og radiobrudd – en påminnelse om at nordlyset er mer enn et vakkert lysshow.

Dert er mye elektrisk energi i Nordlyset, og det har skjedd flere ganger at slike solstormer har slått ut systemer vi tar for gitt. For eksempel i mars 1989 førte en kraftig geomagnetisk storm til at strømnettet til Hydro-Québec i Canada falt ut – seks millioner mennesker mistet strømmen i ni timer. 

I november 2015 ble svenske luftrom forstyrret av et solutbrudd som påvirket radarsystemene: fly forsvant fra skjermene, og luftrommet måtte stenges i over en time.

Hvordan varsles nordlyset?

I dag finnes det mange apper som kan hjelpe nordlysnerdene å følge med på nordlyset. De henter sanntidsdata fra satellitter som måler fart, tetthet og styrke på solvinden. Noen viktige ting de viser er:

- Kp-indeksen (0–9): Jo høyere tall, desto sterkere geomagnetisk aktivitet – og desto større sjanse for å se nordlys langt sør.
- Bz-komponenten: Når den peker sørover, åpner den opp jordas magnetfelt og slipper flere solpartikler inn.
- Koronalutbrudd (CME): Store solutbrudd som kan gi nordlys flere dager etterpå.

I tillegg brukes det bakkemålere (magnetometre) som registrerer raske endringer i jordas magnetfelt. De kan gi nesten øyeblikkelig varsel om at nordlyset er i gang.

Men: nordlysvarsel alene holder ikke. Du må også sjekke værvarselet. En skyfri himmel gir selvsagt best sjanse – og på Svalbard er Yr.no en god venn.

Vil du øke sjansen for å se nordlyset blir du med en lokal guide i Longyearbyen. De kjenner landskapet, vet de beste stedene å se nordlyset, og er racere på å følge både apper og varsler.

En liten bonus til slutt
 

Vil du virkelig nerde på nordlyset? Her er en forklaringsvideo som tar for det dannelsen av nordlyset i detalj: Hvorfor oppstår nordlyset?