Eine Sonnenfinsternis miterleben zu können, ist sicherlich eine besondere Erfahrung. Obwohl das Spektakel größtenteils 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 könnte sogar eine unheimliche Stille geben.
Erfahrungen wie diese sind seit Jahrhunderten bekannt, und der berühmte Astronom Edmund Halley schrieb über die "Kälte und Feuchtigkeit, die die Dunkelheit begleitete" während einer Sonnenfinsternis im Jahr 1715, die bei den Zeugen des Ereignisses "ein gewisses Gefühl des Grauens" hervorrief.
Während die meisten Menschen eine Sonnenfinsternis als „beeindruckend“ (und überhaupt nicht schrecklich) beschreiben würden, wurden die von Beobachtern im Laufe der Jahre festgestellten atmosphärischen Veränderungen als „Sonnenfinsterniswind“ bezeichnet. Und nun, basierend auf den Beobachtungen von über 4.500 Bürgerwissenschaftlern in Großbritannien während der partiellen Sonnenfinsternis am 20. März 2015, ist dieser Effekt nicht nur eine Erfindung der Vorstellungskraft eines Menschen. Es ist ein echtes Phänomen.
Das National Eclipse Weather Experiment (NEWEx) war ein britisches Citizen Science-Projekt zur Erfassung atmosphärischer Daten während dieser Sonnenfinsternis. Mitglieder der Öffentlichkeit - darunter etwa 200 Schulen - zeichneten während der Sonnenfinsternis alle fünf Minuten Wetteränderungen wie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Wolkendecke auf. Diese online eingereichten Daten wurden mit offiziellen Daten aus den Beobachtungen des britischen Met Office, dem nationalen Wetterdienst des Vereinigten Königreichs, verglichen.
"Die NEWEx war, soweit wir wissen, eine Weltneuheit bei der Messung und Analyse von Wetterveränderungen auf nationaler Ebene nahezu in Echtzeit durch die Einbindung eines Netzwerks von Bürgerwissenschaftlern", schrieben die Forscher Luke Barnard. Giles Harrison, Suzanne Gray und Antonio Portas von der University of Reading in einer Reihe neuer Artikel über die Eclipse-Meteorologie, die diese Woche veröffentlicht wurden.
Die Daten zeigten, dass sich die Atmosphäre während der Sonnenfinsternis nicht nur abkühlte - was nicht verwunderlich ist, da die Sonnenstrahlung vom Mond blockiert wird -, sondern auch die Winde und die Wolkendecke abnahmen. Der kumulative Effekt ist real, nicht nur anekdotisch, sagte das Team.
Die Daten
NEWEx sammelte 15.606 meteorologische Beobachtungen an 309 Standorten in Großbritannien. Aus diesen Beobachtungen konnte das Wissenschaftsteam Schätzungen der oberflächennahen Lufttemperatur-, Trübungs- und oberflächennahen Windgeschwindigkeitsfelder an vielen Standorten in Großbritannien ableiten. Die von Bürgerwissenschaftlern übermittelten Daten wurden mit Oberflächenwetterstationen von Met Office und einem Netzwerk von Wettersensoren am Straßenrand kombiniert, die die Autobahnbedingungen überwachen. Die Kombination von Daten half dabei, das jahrhundertealte Geheimnis des Sonnenfinsterniswinds zu lüften.
Bei der Analyse der Daten stellten sie fest, dass die Windänderung durch Variationen der „Grenzschicht“ verursacht wird - dem Luftbereich, der normalerweise starke Winde von denen am Boden trennt.
"Im Laufe der Jahre gab es viele Theorien über den Sonnenfinsterniswind, aber wir denken, dass dies die bisher überzeugendste Erklärung ist", sagte Harrison in einer Pressemitteilung der University of Reading in Großbritannien. „Als die Sonne hinter dem Mond verschwindet, kühlt sich der Boden plötzlich ab, genau wie bei Sonnenuntergang. Dies bedeutet, dass warme Luft nicht mehr vom Boden aufsteigt, was zu einem Rückgang der Windgeschwindigkeit und einer Richtungsänderung führt, da sich die Verlangsamung der Luft durch die Erdoberfläche ändert. “
Die Messungen von Bürgerwissenschaftlern zeigten deutlich Temperaturabfälle 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 Messungen durchzuführen. Die hohe Beteiligung in ganz Großbritannien lieferte jedoch genügend Daten, damit das Team seine Schlussfolgerungen ziehen konnte.
„Halley verließ sich auch darauf, Eclipse-Beobachtungen von Amateur-Ermittlern in ganz Großbritannien zu kombinieren. Wir haben seinen Ansatz fortgesetzt “, sagte Harrison.
Insgesamt 16 neue Artikel und Berichte wurden diese Woche in einer speziellen Ausgabe der Eclipse Meteorology der ältesten wissenschaftlichen Zeitschrift der Welt, Philosophical Transactions der Royal Society A, veröffentlicht. Die Sonderausgabe erscheint 301 Jahre nach Halleys Bericht über die Eclipse in London 1715 - und 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, durch Eclipse verursachte meteorologische Veränderungen zu untersuchen.
"NEWEx ist ein nützliches Beispiel für die Stärken und Herausforderungen der Verwendung eines bürgerwissenschaftlichen Ansatzes zur Untersuchung von durch Sonnenfinsternisse verursachten meteorologischen Veränderungen und könnte eine Vorlage für eine ähnliche Studie für die Sonnenfinsternis im August 2017 liefern", sagte das Team.
Quellen: Artikel: Das National Eclipse Weather Experiment: eine Bewertung der Wetterbeobachtungen von Bürgerwissenschaftlern, Philosophische Transaktionen der Royal Society A, University of Reading.
