Polarlichter fotografieren

Entstehung
Die Entstehung der Polarlichter beginnt bereits auf der Sonne. Durch Fusion entstehen geladene Teilchen. Diese Ionen und Elektronen werden durch die starken Magnetfelder der Sonne beschleunigt und in das Wetall katapultiert. Es herrscht ein stetiger Teilchenstrom der auch in Richtung Erde gerichtet ist, die sogenannten Sonnenwinde. Auf der Sonne gibt es zudem sogenannte Sonnenflecke. Das sind kältere Bereiche auf der oberen Schicht der Sonne. Diese sorgen für schnellere Teilchen in höherer Konzentration. Ist der Teilchenauswurf dieser Flecken in Richtung Erde gerichtet, benötigen die Teilchen in etwa 2-3 Tage bis sie bei uns ankommen. Man spricht dann von einer Sonneneruption. Nun ist es möglich, dass Polarlichter entstehen werden.

Den diese elektrisch geladenen Teilchen treffen nun in den oberen Schichten der Erdatmosphäre auf Stickstoff- sowie Sauerstoffionen und werden ionisiert. Dies berdeutet, dass durch die Energieübertragung Elektronen eine Schale nach außen rutschen. Die elektromagnetische Strahlung wird emittiert und dadurch Licht freigesetzt. Danach kehren die Elektronen wieder auf ihre ursprüngliche Schale zurück. 

Das grüne Polarlicht entsteht hierbei in einer Höhe von etwa 100km Höhe. Bekommt man eine rötliche Aurora zu Gesicht entsteht diese weit höher in ungefähr 200km Höhe. Aber auch blaues Licht ist in seltenen Fällen möglich. Da unser menschliches Auge besser grün als rot wahrnehmen kann sehen wir meist das grüne Licht besser. Dieses ist aber ohnehin auch die häufigste Erscheinung welche am Himmel mit der Kamera aufgenommen wird. 

Unser menschliche Auge ist mit Stäbchen und Zapfen aufgebaut. Die Zapfen lassen uns Farben sehen und die Stäbchen nachts Grautöne erkennen. Die Zapfen werden jedoch erst ab einer gewissen Helligkeit aktiv. Somit erscheinen Polarlichter meist gräulich wenn sie nicht extrem stark am Himmel sind. So wie auf den Fotos die du aus dem Internet kennst sind sie kaum zu sehen. Was die Farben betrifft hat die Kamera durch eine längere Belichtungszeit und verstellbare ISO Zahlen klare Vorteile zu unserem Auge. Polarlichter können zudem unterschiedliche Formen annehmen. Man unterscheidet zwischen Bänder, Korona, Strahlen und Flächen. Bei dieser Einteilung gibt es ebenfalls nochmals Unterscheidungen doch dazu später mehr.

Planung
Polarlichter gibt es auf der Nordhalbkugel (Aurora Borealis) ebenso wie der Südhalbkugel (Aurora Australis). Hierbei treten sie vorwiegend je nach Stärke in der Nähe des Polarkreises auf, genauer gesagt auf den Polarlichtoval. Aus geographischer und auch finanzieller Sicht ist es sehr viel einfacher den Norden zu bereisen um die Aurora am Nachthimmel tanzen zu sehen. Beliebte Ziele sind hierbei Island, nördliches Skandinavien wie etwa die Lofoten und Tromsö in Norwegen oder auch schwedisch und finnisch Lappland. Aber auch  Kanada und Alaska ist ein lohnsenswertes Reiseziel für Polarlichter. Bei der wahl des Ortes macht es durchaus auch Sinn eine Gegend mit wenig Lichtverschmutzung zu wählen.Theoretisch gibt es Nordlichter ganzjährig und es hängt nur von dem Sonnenwind. Diese Aktivität ist übrigens in den kommenden Jahren 2024-2026 besonders hoch. wie wir wissen sind im Norden die Sommermonate jedoch hell. Für Polarlichter muss es natürlich dunkel sein um diese auch sehen zu können. Daher lohnt es sich ab Mitte September bis Ende März auf die Jagd nach dieser besonderen Himmelserscheinung zu gehen. Ein weiterer Faktor sind zudem noch die Wolken. Da Nordlichter ja weit höher in Erscheinung treten als sich die Wolken befinden, kann der Blick auf die tanzende Aurora abgeschirmt werden. Die Faktoren um Polarlichter auch wirklich gut sehen zu können sind also folgende:

-Ort (nördlich im Polarlichtoval)
-Jahreszeit(Mitte September bis Ende März)
-starke Sonnenaktivität
-ausreichend Dunkelheit
-möglichst wenige Wolken

Die Sonnenaktivität und auch Wolkenabdeckung kann man natürlich nicht weit im Voraus planen. Daher gehört am Ende immer gute Planung aber auch Glück dazu um Polarlichter vor die Kamera zu bekommen.

Physikalische Werte und die Apps
Um die Chancen auf Nordlichter bestimmen zu können gibt es unterschiedliche Internetseiten und Apps. Ich verwende dabei meist die App Aurora. Sie zeigt einen alle nötigen Werte und mehr.
Bei den meisten Fotografen ist hierbei der KP-Wert wohl die bekannteste Maseinheit für die Vorhersage der Polarlichter. Wenn man sich nicht tief mit der Materie befassen möchte würde ich dem fast zustimmen. Doch der Bz-Wert sowie das Polarlichtoval ist aber vor Ort ebenfalls noch sehr wichtig. Ich erkläre euch nun weniger physikalisch wie man diese Werte nutzt.

KP-Wert
Der KP-Wert sowie der G-Wert geben die Intensität des Sonnenwindes an. Die Skala des KPs geht von KP0 – KP9. Bei Werten von KP1-2 kann man sein Glück versuchen. Hin und wieder ergeben sich trotz niedriger KP geniale Bilder. Bei einen Wert von KP-3 kann man bereits mit etwas Glück schöne Lichter beobachten. Ein Wert von KP4-5 ist ein guter Wert mit häufig sehr schönen Lichtern. Ein Wert von KP6-9 ist eher selten und man hat häufig eine verrückte Nacht vor sich.

Bz-Wert
Der Bz-Wert gibt an in welche Richtung das Magnetfeld der Erde zeigt. Das Magnetfeld soll von der Sonne weg zeigen damit die geladenen Teilchen eindringen können und die Polarlichter somit sichtbar werden. Ist der Bz-Wert im Minus ist dies der Fall. Je tiefer er ist desto besser ist es. Zeigt er dagegen positive Werte an wird man vermutlich gerade keine Polarlichter sehen, ganz egal wie hoch der KP-Wert ist. Der Bz-Wert kann sich jedoch schnell ändern und man sollte es sich nicht total gemütlich im Hotel machen nur weil er gerade im Plus ist.

Polarlichoval
Weiter kann man in den meisten Apps eine Karte aufrufen.Hier kann man auch sehen wie stark die Polarlichter sind und wo sie gerade sichtbar sind. Nicht überall sind die Polarlichter gleichzeitig. Das Polarlichtoval wandert durch die Erdrotation um die Erde von Ost nacht West. Wenn man nicht in den farbigen Bereich ist hat man kaum die Möglichkeit Polarlichter zu sehen. Dann heißt es etwas abwarten bis das Oval über den eigenen Standpunkt steht.

WebCam
Ebenfalls in der App Aurora integriert sind unterschiedliche Webcams für die Sichtung von Polarlichtern. Da das Oval ja von Ost nach West wandert schaue ich mir gerne Webcams im Osten an. Also z.b finnische wenn ich gerade in Norwegen bin. So kann ich teilweise abschätzen was in der nächsten Zeit passieren kann.

Wolkendecke
Auch die Wolkenabschätzung wird in dieser App prognostiziert. Doch verwende ich hierfür meist zusätzlich einheimische Wetterberichte und lasse mir Wolkenbewegungen anzeigen. Wie z.b. vedur.is auf Island oder yr.no in Norwegen. Aber auch Wetterdienste und Polarlichtapps  liegen manchmal falsch. Es kann durchaus vorkommen, dass geladene Teilchen einen Satellieten unbemerkt passieren. Von daher bin ich auch immer gerne nachts unterwegs und versuche mein Glück solange etwas Hoffnung besteht.

Mondphase
Bei der Frage nach der Mondphase gehen die Meinungen auseinander. Manche Fotografen bevorzugen den Neumond. Wie auch den Sternenhimmel kann man das Polarlicht natürlich auch zu dieser Zeit besser wahr nehmen. Will man bei Neumond jedoch die Landschaft mit in das Bild ein beziehen wir die Fotografie deutlich anspruchsvoller. Mit einem Foto kammt man dann nicht mehr an gute Ergebnisse. Man benötigt dann mehr Erfahrung, Routine und Computerarbeit.
Der Vollmond hat ebenfalls seine Vorteile. Zum einen wird die Landschaft durch das Mondlicht schön ausgeleuchtet und zum anderen überstrahlt der Mond ab ca. 2/3 Mondfläche das Umgebungslicht der Dörfer. Die Orangefärbung auf Wolken, Bergen etc. wird somit häufig beseitigt. Jedoch ist der Vollmond zu hell wenn das Polarlicht nur eine geringe Stärke aufweist. Es wird dann ebenfalls von überstrahlt.
Ich persönlich bevorzuge einen HAlbmond. So wird die Landschaft etwas ausgeleuchtet, was die Fotografie vereinfacht aber die Polarlichter sind meistens ebenfalls noch gut zu sehen.

Vor Ort
Bei der Fotografie von Nordlichtern muss man ebenso auf einen Bildaufbau achten, wie auch bei der restlichen Landschaftsfotografie. Polarlichter ohne Motiv zu fotografiert sind zwar eine schöne Erinnerung aber meist fehlt das gewisse etwas (außer bei einer Korona die  genau über einen ist). Wir benötigen einen Vordergrund wie z.B einen Wasserfall, eine alte Hütte, Bachlauf, See oder zumindest eine Bergsilhouette. Der Bildaufbau sollte auch ohne Polarlicht funktionieren. Die Nordlichter sind eben nur das I-Tüpfelchen des Ganzen ähnlich wie bei schönen roten Wolken eben auch. Idealerweise sollte man schon einmal bei Tageslicht vor Ort gewesen sein. So kann man bereits seinen Bildausschnitt planen und kennt auch das Terrain. Die grobe Richtung unseres Motivs sollte nach Norden zeigen. Bei einen niedrigen KP-Wert sollte der Blick in den Norden jedoch nicht durch einen hohen Berg verstellt sein. Bei niedriger KP bleiben Nordlichter häufig weit unten am Horizont und man würde sie somit nicht sehen. Bei sehr starken Nordlichtern können diese von den typischen Orten aus betrachtet auch durchaus mal im Süden zu sehen sein. 

Es macht Sinn die Kamera bereits in seiner Unterkunft richtig einzustellen. Somit muss man vor Ort nicht nachts erschwert die Einstellung vornehmen und stört nicht andere Fotografen durch seine Lampe.

Meist beginnen Nordlichter sehr ähnlich. Zuerst nehmen wir in Richtung Norden einen wolkenähnlichen Streifen wahr. Mit einen ungeübten Auge werden diese leichten Nordlichter meist mit Wolken verwechselt. Kann man jedoch hinter diesen Wolken noch Sterne erkennen ist es wahrscheinlich ein Polarlicht. Zur Sicherheit mache ich dann häufig mit sehr hoher ISO eine kurze Probeaufnahme. Bei grünen "Wolken" am Kameradisplay handelt es sich somit um Polarlichter. Sind die Wolken jedoch grau oder orange eingefärbt handelt es sich wirklich nur um Wolken. Dieser leichte Streifen kann dann am Horizont verweilen oder aber er dehnt sich aus. Haben wir eine gute Nacht mit starken Sonnenwind ist das Polarlicht plötzlich über einen leuchtet in magenta und grün und tanzt wild umher. Es ist soviel möglich. Aus meiner langjährigen Erfahrung kann ich sagen, dass manche Fotografen enttäuscht waren weil sie dachten Polarlichter wären viel heller und aufregender. Diese Personen haben dann nur leichtes gesehen. Aber wenn der Himmel explodiert und einmal erlebt hat wie die Aurora einen wilden Tanz hinlegt will man immer wieder im Winter in den Norden. 

Technik
Wie bei jeder anderen Aufnahme auch sind Belichtung und Schärfe die zwei wichtigen Faktoren. Häufig werde ich über die richtige Einstellung gefragt. Doch eine Pauschalantwort gibt es hierbei nicht. Polarlichter können sehr unterschiedlich hell und in ihrer Geschwindigkeit sein. Somit variieren auch die Einstellungen. Eine Nacht sind sie kaum zu sehen und bilden nur einen Streifen am Horizont während sie beim nächsten mal sehr hell am Nachthimmel in Höchstgeschwindigkeit tanzen. Die Belichtung muss den Gegebenheiten angepasst werden. Wir haben hierfür ebenfalls wie bei der herkömmlichen Landschaftsfotografie auch die Zeit, Blende und ISO zur Verfügung. Diese Einstellungen müssen komplett manuell gemacht werden, da die Kamera auf Halbautomatik- und Automatikmodus während der Nacht nicht klar kommt.
Die Blende wird fast immer vollständig geöffnet also größtmögliche Blende/kleinste Blendenzahl. Eine Blendenzahl von 2,8 oder weniger ist dabei meist sehr hilfreich. Mit der Zeit und den ISO stelle ich mich dann auf das Polarlicht ein.
Bei der ISO ist ein Ausgangswert von ISO1600 häufig sinnvoll. Nach einer ersten Probeaufnahme passe ich dann den Wert weiter an. Hier habe ich je nach Art des Polarlichts und Mondphase Werte zwischen 800-6400. Habe ich z.B am Horizont nur einen zarten Bogen, welcher sich nicht bewegt kann ich die Zeit ohne Probleme auf 15-30 Sekunden stellen. Das Polarlicht ist dann schwach zu sehen. Dies wird durch die lange Belichtungszeit jedoch ausgeglichen. Auf dem Foto sind die Polarlichter dann gut zu sehen. Längere Belichtungen wären jedoch nicht sinnvoll, da ansonsten die Sterne beginnen sich zu bewegen und nicht mehr als Punkt abgebildet werden. Wie lange man belichten kann hängt vom Winkel des jeweiligen Objektives ab. Je mehr Weitwinkel desto längere Zeiten sind möglich um Sterne auch scharf abzubilden. Sobald das Polarlicht jedoch stärker wird und beginnt sich zu bewegen muss ich meine Zeiten verkürzen. Idealerweise wird das Polarlicht in diesen Moment möglichst scharf abgebildet. So dass man einzelne Strukturen sehen kann. Je nach Polarlicht gehe ich dann auf 1-10 Sekunden zurück. Wenn sich die Lichter schnell bewegen, sind sie meist auch viel heller als wenn sie nur am Horizont einen Bogen machen. Dies ist schon einmal ein großer Vorteil für kürzere Belichtungen. Mit den ISO-Werten kann ich zudem Einfluss auf die Belichtung nehmen. Je nach Geschwindigkeit und Form wird die Zahl reduziert aber auch erhöht.

Bei der Belichtung ist es sehr wichtig, dass man auch mit seinen Histogramm arbeitet. Die Augen sind während der Fotografie an die Dunkelheit angepasst und am Kameradisplay erscheint das Bild heller als es tatsächlich ist. Es soll trotz Dunkelheit in allen Bereichen Zeichnung vorhanden sein. Das Histogramm sollte auf der rechten/dunklen Seite genauso wenig abgeschnitten sein wie bei anderen Aufnahmen auch. Wie oft sage ich das während meiner Workshops und am nächsten Morgen kommt es trotzdem oft zum bösen Erwachen und Teilnehmer sind enttäuscht weil es während der Nacht am Monitor noch so gut ausgesehen hat. Also kontrolliert regelmäßig euer Histogramm!

Für eine gute Schärfe ist ein robustes Stativ sehr zu empfehlen. Bei der Fotografie vom Stativ muss der Bildstabilisator am Objektiv ausgeschaletet werden. Bei neueren Kameras kann man dies ignorieren.  Bitte informiere die im Voraus welche KAmera du besitzt. Ebenfalls macht es Sinn mit Fernauslöser zu arbeiten. So verhindert man eine Verwacklung. Besitzt du keinen Fernauslöser, dann nutze den Selbstauslöser der Kamera und stelle ihn auf 2 Sekunden. Ebenso wie die Belichtung muss auch die Schärfe manuell eingestellt werden. Die Schärfe legt man auf unendlich. Doch vorsicht nur selten ist das unendlich Zeichen am Objektiv auch wirklich unendlich. Meist ist es etwas vorher. Ich drehe also auf unendlich und gehe wieder ein kleines Stück zurück. Danach suche ich mir eine Lichtquelle in weiter Entfernung wie etwa den Mond oder ein Haus. Sollte nichts anderes da sein suche ich mir einen großen Stern. Danach gehe ich mit der Lupe auf eine 10fach-Vergrößerung im Kameradisplay und stelle die Lichtquelle scharf. Das Fotografieren kann nun beginnen und die Nordlichter werden scharf abgebildet.

Hat man einen Vordergrund in sein Bild integriert, dann wird dieser durch die große Blende natürlich unscharf abgebildet. Wenn man über die Kenntnis und Disziplin verfügt sollte man in dieser Situation unterchiedliche Schärfeebenen fotografieren und diese im Anschluss per Fokusstacking in einer Software zusammenfügen. Ebenfalls ist es möglich bei einer sehr dunklen Nacht den Vordergrund länger zu belichten. Somit kann ich diesen richtig belichten und durch eine kürzere Zeit die Nordlichter scharf abbilden. Diese Technik wird sich lohnen. Ich bevorzuge ein gutes Bild als 50 mit denen ich nur halb zufrieden bin. Doch meine Erfahrung zeigt auch, dass Fotografen bei den ersten Polarlichtern meist so begeistert sind und ihnen dann die Disziplin fehlt noch den Vordergrund richtig zu belichten und ein Fokusstacking anzufertigen. Hast du diese Disziplin? 

Ausrüstung

Kamera mit manuellen Einstellmöglichkeiten und möglichst rauscharmen Sensor bei hohen ISO-Werten.

Weitwinkelobjektiv mit möglichst hoher Lichtstärke f2,8 oder lichtstärker ist ideal. Bei starken Polarlicht geht auch teilweise f4.

Stativ möglichst robust

Fernauslöser für verwacklungsfreie Bilder

Ersatzakkus (bei Langzeitbelichtungen und kalten Nächten sind diese schneller erschöpft als gewohnt)

Filter gegen Lichtverschmutzungkann können durchaus hilfreich sein. Diese eliminieren die Wellenlänge von Kunstlichtquellen. Diese Nachtfilter finden immer mehr Beliebtheit. Man findet sie z.B bei Kase im Sortiment. 

Stirnlampe ist gegenüber einer Taschenlampe zu bevorzugen, da man so noch beide Händ frei hat. Mit Hilfe einer Lichtquelle findet man leichter seinen Weg an die jeweiligen Spots. Viele Stirnlampen verfügen über Rotlicht. Dieses ist nicht ganz so grell für andere Fotografen und auch das eigene Auge gewöhnt sich nicht zu sehr an die Helligkeit. Jedoch sollte die Stirnlampe so wenig wie möglich benutzt werden wenn andere Fotografen vor Ort sind. Auch das rote Licht ist extrem störend auf den Fotos. Ich persönliche kenne meine Kamera so gut und kann alles in der Dunkelheit einstellen. So verärgert man auch sicher niemanden.

Warme Kleidung zählt wohl zur wichtigsten Ausrüstung zählt wohl auch warme Kleidung. Den nichts ist störender als lange in der Kälte auf Polarlicht zu warten und man friert. So kann einen dieses magische Erlebnis sehr schnell vermiest werden und das will wohl niemand.

Weitere Begriffe rund um Polarlichter und Werte in Apps

X-Ray Flux ist die Röntgenstrahlung die bei der Eruption der Sonne entsteht. Diese bewegt sich in Lichtgeschwindigkeit und erreicht die Erde somit in etwa 8 Stunden. Es ist somit der erste Indikator für Polarlichter.

Partikeldichte sagt der Name bereits. Je Höher die Dichte der Teilchen ist desto farbiger wird vermutlich das Polarlicht. Dieser Wert wird durch Satelliten erfasst.

Partikelgeschwindigkeit wird ebenfalls durch Satelliten erfasst. Ist die Geschwindigkeit hoch können die Farben auf unterschiedlicher Höhe entstehen. 

CME ist ein Koronaler Massenauswurf. Hierdurch ergibt sich ein extremer Sonnensturm. Dieser erreicht die Erde je nach Geschwindigkeit in 1-6 Tage.

KP und G-Werte sind die Angaben zur Stärke eines Sonnensturms.
                                           
                                                                          
                                                                          Mögliche Sichtung bis
KP0     -     G0.    -     Ruhig                        -      Tromsø (Norwegen)
KP1     -     G0     -     Ruhig                        -      Rana (Norwegen)
KP2     -     G0     -     Ruhig                        -      Trondheim (Norwegen)
KP3     -     G0     -     Unbeständig             -      Ålesund (Norwegen)
KP4     -     G1     -     Aktiv                          -     Oslo (Norwegen)
KP5     -     G2     -     Geringer Sturm         -      Edinburgh (Schottland)
KP6     -     G3     -     Moderater Sturm       -     Hamburg (Deutschland)
KP7     -     G4     -     Starker Sturm            -     Köln (Deutschland)
KP8     -     G5     -     Schwerer Sturm        -     München (Deutschland)
KP9     -     G6     -     Extremer Sturm         -     Rom (Italien)

Doch sollte man sich von diesen Werten nicht beunruhigen lassen. Wenn der Bz im Minus ist habe ich auch bei Kp1 schon schöne Polarlichtbilder im Norden erstellen können. Wichtig ist, dass es wolkenfrei ist und man einen Versuch startet! Den wer im Hotel sitzt wird mit Sicherheit keine Polarlichter beobachten können!

Nun bleibt mir nur noch zu sagen, dass ich euch allen viel Spass auf der Jagd nach den Nordlichtern wünsche.