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Farbenfroher Himmel im hohen Norden: Polare Stratosphärenwolken

Perlmuttwolken

Polare Stratosphärenwolken (PSCs) haben nur wenig mit den allgemein bekannten Wolken gemeinsam. Sie entstehen auch nicht in der Troposphäre, sondern in der Stratosphäre und meist in Höhen von 20 bis 30 km. Für ihre Entstehung ist neben Sonnenlicht (Beugung, Interferenz) vor allem die Umgebungstemperatur wichtig, diese muss unter -78°C sinken. Da solche Temperaturen nur in den Polarregionen und in den Wintermonaten vorkommen, können PSCs – wie der Name schon sagt – auch nur dort beobachtet werden.

Um solch tiefe Temperaturen in der Stratosphäre zu erreichen, ist ein ungestörter Polarwirbel notwendig. Dies ist in der Antarktis deutlich häufiger der Fall,  damit können PSCs dort auch deutlich häufiger beobachtet werden. Dementsprechend besonders war das außergewöhnlich starke Ereignis, welches in den letzten Tagen in der Arktis bzw. im Norden von Norwegen, Schweden und Finnland beobachtet werden konnte.

Im Vergleich zu den aus Wassertröpfchen bzw. Eiskristallen bestehenden Wolken in der Atmosphäre bestehen PSCs meist aus Kristallen von Schwefelsäure oder Salpetersäure (Typ I). Sinken die Temperaturen in der Stratosphäre unter -85°C, können PSCs auch nur aus gefrorenen Wasserkristallen entstehen. Diese Form der PSCs wird als Typ II bezeichnet. Da solche Temperaturen noch seltener erreicht werden, ist diese Art der Perlmuttwolken auch deutlich seltener zu beobachten – besonders in der Arktis.

Zeitlicher Verlauf der zonalen Mitteltemperatur in etwa 20 km Höhe für das Jahr 2023. Blaue und dunkelblaue Bereiche zeigen gute Bedingungen für Polare Stratosphärenwolken. Quelle: NOAA

Je nach Sonnenstand zeigen sich PSCs in unterschiedlichen Farben. Kurz vor Sonnenaufgang bzw. kurz nach Sonnenuntergang zeichnen sie sich durch intensive und leuchtende Farben aus. Wenn die Sonne einige Grad unter dem Horizont steht, nehmen sie eine allgemeine Färbung an, welche von Orange zu Rosa wechselt. Auch die Zusammensetzung der Wolke und damit deren Typ hat hier einen großen Einfluss, besonders Wolken des Typs II nehmen die klassischen Perlmuttfarben an.

Polare Stratosphärenwolken vom Typ I dienen zudem als Oberfläche für verschiedene chemische Reaktionen, welche dann zum Ende der Polarnacht durch eintreffende Solarstrahlung auch zum Ozonabbau führen.