Lange Zeit war die Höhe von Polarlichtern unbekannt. Im 19ten Jahrhundert galt es noch als sicher, daß ein Polarlicht unterhalb von Berggipfeln und Wolken sinken könnte. Selbst zwischen Häusern und Straßenzügen glaubte man Polarlichter gesehen zu haben. Eine Ursache dafür könnte in der mangelnden Abgrenzung des Begriffs Polarlicht gelegen haben. Für Menschen in früheren Zeiten dürfte es kaum von Elmsfeuern, Wetterleuchten und und Sumpfgasentzündungen unterscheidbar gewesen sein. Erste Hinweise auf eine Höhe von etwa 100km gab es aber schon um 1790 als Henry Cavendish erste visuelle Parallaxenmessungen durchführte. Cavendish war jedoch ein exzentrischer Privatgelehrter. Seine wissenschaftlichen Arbeiten wurden zu Lebzeiten kaum veröffentlicht.

Die 3-D Bilder kann man auch nutzen, um die Positionen der Polarlichter genauer zu untersuchen. Die Technik ist analog zur Positionsbestimmung von Meteoren. Als Eingaben werden die Positionen der beiden Beobachter, die Uhrzeit und die Himmelskoordinaten des Polarlichts benötigt. Die Koordinaten lassen sich dabei mit einem Planetariumsprogramm aus den Positionen der Sterne ableiten.

Das erste brauchbare 3-D-Bild entstand in der Nacht vom 12. auf den 13.11.2011 um 1 Uhr MEZ.


Diese Aufnahme wurde von Jürgen Michelberger verwendet um Höhen und Entfernungen von 10 markanten Punkten genauer zu bestimmen.


Die Punkte ließen sich auf Anhieb überraschend genau bestimmen.

Horizontnahe Aurorae sind wie erwartet weiter entfernt als zenitnahe Polarlichter. Punkt 2 schafft stattliche 660km Entfernung, während Punkt 5 nur etwa 100km entfernt ist.
Die Punkte 4 und 5 sind durch eine etwa 250km lange, nordwärtsgerichtete Polarlichtschlange verbunden.
Die Unterseiten der Polarlichter haben fast durchgängig Höhen von etwa 100km.

Wenn man die Positionen der Punkte in eine Karte einzeichnet, bekommt man einen Eindruck von der räumlichen Verteilung des Polarlichts. Zahlreiche Punkte liegen hinter dem Skandengebirge auf dem offenen Meer. Polarlichter sind also über riesige Distanzen sichtbar!

Die folgende Grafik zeigt das Bild horizontal gespiegelt, um den Abgleich zu erleichtern.


Markant ist der Streamer zwischen den Punkten 1 und 3. Seine Länge konnte auf fast genau 100km bestimmt werden.


Als "Nebenprodukt" der Rechnungen ergibt sich, daß der Beamer nicht senkrecht, sondern in einem Winkel von 82 1/2 Grad in die Atmosphäre trifft. Dies entspricht etwa der magnetischen Inklination. Die Struktur verläuft also exakt im gleichen Winkel wie die Magnetfeldlinien.

Den zu erwartenden Wert der Inklination kann man auf den Seiten des GFZ
errechnen lassen. Die Restabweichung von 5 Grad liegt im Rahmen der Fehlertoleranz.

Bei umlaufenden Streamern in mehreren Himmelsrichtungen, treffen sich die Strahlen scheinbar in der Korona. Der Effekt ist ähnlich wie bei dem Radianten eines Meteorstroms. Wenn die Streamer im Winkel der Magnetfeldlinien verlaufen, dann sollte die Krone nicht im Zenit stehen, sondern im Inklinationswinkel über dem magnetischen Süd-Horizont.
Um diese Überlegung zu überprüfen, wurde ein Korona-Bild mit der Simulation eines Sternkartenprogramms überlagert.
Die Krone befindet sich tatsächlich nicht im Zenit, sondern in der erwarteten Höhe von 78 Grad. Bei einem Polarlicht in Deutschland würde der Wert nur bei etwa 65 Grad liegen. Um bei uns eine Korona zu sehen, muß das Polarlicht also deutlich über den Zenit hinaus nach Süden reichen.