Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

5.1. DAS NAHE ERDUMFELD 229
Abbildung 5.5: Rekonstruktion
der Solarkonstante über 25
Jahre, Kurve FL aus [65], Kurve
WM aus [253], Abbildung
aus [106]
te zwischenzeitlich gewechselt werden mussten, sind diese Messreihen nicht homogen: hätte
man nur zwei Messinstrumente ohne zeitlichen Überlapp (z.B. ACRIM I und Virgo oder HF
und VIRGO), so könnte man zu sehr interessanten Theorien bezüglich der Veränderung der
Solarkonstanten gelangen.
§ 747 Die Zunahme des solaren Flusses mit der Zahl der Sonnenflecken deutet daraufhin,
dass es noch eine zusätzlich Quelle solarer Emission während des solaren Maximums geben
muss, die die Abnahme des Flusses durch die Sonnenflecken überkompensiert. Als Ursache
werden hier helle Fackeln in den polaren Bereichen der Sonne vermutet sowie das insbesondere
in der CaII-Linie deutlich sichtbare magnetische Netzwerk der Photosphäre. Aufgrund
dieses noch nicht völlig verstandenen Aufhellens ist es nicht zuverlässig möglich, aus der Sonnenfleckenzahl
und den beobachteten Variationen der Solarkonstanten in den vergangenen
10 Jahren auf längerfristige Variationen zurückzuschließen, d.h. es gibt noch keine Umrechnungstabelle
von Fleckenzahl oder Fleckenfläche auf Solarkonstante.
§ 748 Die Variabilität der Sonne ist in den kurzen und langen Wellenlängenbereichen wesentlich
größer als im sichtbaren Bereich (der andererseits aber aufgrund des großen Flusses
die Solarkonstante bestimmt). Abbildung 5.4 zeigt dazu die spektrale Variation der solaren
Strahlung während eines Solarzyklus. Während die Variabilität des Gesamtflusses bei
0.1% liegt, kann die solare Emission im UV-Bereich während des Maximums um bis zu zwei
Größenordnungen über der der ruhigen Sonne liegen.
§ 749 Abbildung 5.5 gibt einerseits die Erweiterung von Abb. 5.3 für einen längeren Zeitraum,
andererseits auch eine Warnung beim Umgang mit Satellitendaten zur Untersuchung
von global change: die Rekonstruktionen 3 der Solarkonstante aus [65] und [253] ist deutlich
unterschiedlich und zeitlich veränderlich. So sind die Maxima der Solarkonstante in [65] generell
niedriger während das erste Minimum Mitte der 1990er in beiden eine vergleichbare
Solarkonstante hat, im folgenden Solarzyklus dagegen bei [65] geringer ist. Zwei Faktoren
tragen zu diesen Abweichungen bei: (a) die einzelnen Instrumente sind nicht auf einen absoluten
Wert geeicht, wie bereits in Abb. 5.3 deutlich wurde und (b) über Jahre oder Jahrzehnte
altern die Instrumente.
§ 750 Aus letzterem Grund ist auch das Standardverfahren beim Ersetzen eines Instruments
durch ein neueres Instrument problematisch: normalerweise lässt man beide Instrumente für
eine Zeit gleichzeitig messen und verschiebt dann die Messdaten des neuen Instruments so,
dass sie mit denen des alte Instruments übereinstimmen. Damit werden die neuen Daten
aber auf durch Alterung verfälschte Daten kalibriert. Die Alterung des neuen Instruments
führt dann wieder zu einer Verfälschung der Messdaten, d.h. das nächste Instrument wird
auf gealterte, an einem gealterten Instrument kalibrierte Werte kalibriert. Führt die Alterung
zu einem reduzierten Ansprechvermögen, so wird auf diese Weise mir jedem Instrument ein
niedrigerer – und im Laufe der zeit weiter abnehmender – Wert bestimmt: in den Messdaten
zeigt sich ein Trend ohne dass dieser in den realen Daten vorhanden sein muss.
3 Eine Rekonstruktion in irgendeiner Form ist leider erforderlich, da eine Anpassung der Messungen der
verschiedenen Instrumente erfolgen muss – mit den Rohdaten wie in Abb. 5.3 lässt sich nichts anfangen. Eine
Anpassung an einen absoluten Wert hat man auch in dieser rekonstruktion nicht versucht.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008