Die G-Skala: Sonnensturmstärken von G1 bis G5 und ihre Auswirkungen
Die NOAA führte 1999 die G-Skala ein, um geomagnetische Stürme für ein breiteres Publikum verständlich zu beschreiben. Davor gab es nur den Kp-Index, eine technische Zahl von 0 bis 9, die ohne Hintergrundwissen wenig aussagt. Die G-Skala übersetzt den Kp-Index in fünf Stufen mit konkreten Beschreibungen, was bei jeder Stärke passiert.
Der Zusammenhang ist direkt: G1 entspricht Kp 5, G2 entspricht Kp 6, G3 entspricht Kp 7, G4 entspricht Kp 8, und G5 entspricht Kp 9. Beide Systeme beschreiben dieselbe geomagnetische Aktivität, die G-Skala macht sie aber kommunizierbarer.
G1: Kleiner Sturm, erste Polarlichter
Ein G1-Sturm beginnt bei Kp 5. Für die meisten Menschen in Deutschland ist das noch keine bemerkenswerte Erfahrung. Die technischen Auswirkungen sind gering: Schwache Spannungsfluktuationen in Hochspannungsnetzen, die Netzbetreiber registrieren, aber nicht aktiv bekämpfen müssen. Satelliten können kleine Korrekturen der Orientierung benötigen.
Für Polarlicht-Beobachter an der deutschen Nordseeküste und Ostseeküste beginnt G1 interessant zu werden. Mit Kamera und freiem Nordhorizont lassen sich grüne Schleier und rötliche Andeutungen am Horizont einfangen, die das Auge kaum erkennt. Für den Süden Deutschlands ist G1 bedeutungslos.
G1-Stürme sind die häufigste Sturmkategorie. Im aktuellen Sonnenzyklus 25 treten sie mehrfach pro Monat auf, besonders während erhöhter Aktivitätsphasen.
G2: Moderate Aktivität, Norddeutschland reagiert
Bei G2, also Kp 6, wird die Aktivität für Beobachter in Norddeutschland spürbar. Wer einen dunklen Standort mit freiem Nordhorizont aufsucht, sieht bei günstigen BZ-Werten Polarlichter mit bloßem Auge. Die Farben sind erkennbar, die Strukturen noch nicht spektakulär.
Technisch erhöht sich der Druck auf Satellitenoperatoren. Satellitenbahnen sinken etwas schneller durch den erhöhten Luftwiderstand in der aufgeblähten Thermosphäre. Spannungsprobleme in Hochspannungsnetzen werden möglich, treten in Deutschland aber selten auf. GPS-Genauigkeit verschlechtert sich in polaren Breiten merklich.
Für Polarlichtbegeisterte ist G2 der Eintrittspunkt für den ernsthaften Beobachtungsversuch in Norddeutschland. Bei guten Bedingungen, dunklem Standort und negativem BZ-Wert sind eindrucksvolle Fotos möglich.
G3: Starker Sturm, Mitteldeutschland sichtbar
G3 entspricht Kp 7 und ist die Stufe, ab der Polarlichter über den norddeutschen Raum hinaus sichtbar werden. Das Auroren-Oval schiebt sich auf etwa 52 Grad südlicher, was Mitteldeutschland, NRW und Sachsen in den Sichtbarkeitsbereich bringt.
Technisch steigen die Auswirkungen deutlich. Hochspannungsnetze können Spannungseinbrüche erfahren. Schutzschaltungen in Transformatoren sprechen gelegentlich an. Satellitenbetreiber schalten empfindliche Instrumente vorübergehend in einen sicheren Modus. GPS-Fehler von mehreren Metern treten auf.
Kurzwellenkommunikation über polaren Routen kann unterbrochen werden. Fluggesellschaften beobachten die Situation und bereiten sich auf mögliche Umleitung von Polarrouten vor.
In der Praxis ist G3 die Sturmstärke, bei der in Deutschland die meisten Menschen Polarlichter zum ersten Mal sehen. Die Helligkeit ist ausreichend, um auch von wenig erfahrenen Beobachtern wahrgenommen zu werden.
G4: Schwerer Sturm, ganz Deutschland erfasst
G4, entsprechend Kp 8, bringt das Auroren-Oval auf etwa 50 Grad südliche Breite, die Linie, die grob durch Frankfurt, Nürnberg und München verläuft. Ganz Deutschland liegt damit im möglichen Sichtbarkeitsbereich.
Die Auswirkungen auf die Infrastruktur werden ernst. Induzierte Ströme in Stromnetzen können Schutzschalter auslösen. In der Vergangenheit wurden bei G4-Stürmen einzelne Transformatoren in Nordamerika und Nordeuropa beschädigt. In Deutschland sind G4-Stürme noch selten ernsthaft problematisch geworden, wegen der günstigeren geografischen Lage.
GPS-Navigationsfehler von zehn Metern oder mehr sind möglich. Der Flugverkehr auf Polarrouten wird umgeleitet. Satelliten wechseln in Schutzmodi. Betreiber von HF-Kommunikationssystemen erleben partielle Ausfälle.
Für Polarlichtbeobachter ist G4 die Stufe des spektakulären Erlebnisses. Farben, Strahlen, Bögen und im besten Fall Vorhänge sind mit bloßem Auge sichtbar, auch aus Städten mit moderater Lichtverschmutzung.
G5: Extremer Sturm, seltenes Ereignis
G5 ist das Maximum der Skala. Kp 9 wurde in der modernen Messgeschichte nur bei wenigen Ereignissen erreicht, darunter der Quebec-Sturm von 1989, mehrere Stürme in den 2000er-Jahren und zuletzt im Mai 2024.
Bei G5 sind die technischen Auswirkungen in der höchsten Risikozone. Weiträumige Spannungsprobleme in Stromnetzen sind möglich. Im schlimmsten Szenario können mehrere Hochleistungstransformatoren gleichzeitig ausfallen, was zu flächendeckenden Stromausfällen führt. GPS ist stark gestört und für präzise Anwendungen unbrauchbar. Satelliten erleiden erhöhte Strahlungsbelastung. Polarlichtbeobachtungen sind bis in subtropische Breiten möglich.
Der Sturm vom Mai 2024 zeigte, wie ein G5-Ereignis im modernen Kontext abläuft: Polarlichter in ganz Deutschland, Millionen Fotos auf sozialen Netzwerken, und gleichzeitig keine nennenswerten Infrastrukturschäden in Europa. Das liegt daran, dass G5-Stürme zwar selten sind, aber die Betreiber kritischer Infrastruktur heute besser vorbereitet sind als 1989.
Ein G5-Sturm in der Stärke des Carrington-Ereignisses von 1859, also ein Ereignis, das die heutige Skala nach oben sprengen würde, ist eine andere Kategorie. Solche Extremereignisse treten statistisch einmal alle einige Jahrhunderte auf.
Wie die G-Skala im Alltag genutzt wird
Warnungen der NOAA werden in G-Stufen ausgegeben und sind für Medien und Öffentlichkeit leichter kommunizierbar als Kp-Werte. Eine G3-Warnung sagt mehr aus als „Kp 7 erwartet", weil sie sofort Bilder erzeugt: Polarlichter möglich, Vorsicht für Netzbetreiber.
Für den Polarlichtbeobachter gilt: G2 ist das Minimum für einen Versuch in Norddeutschland. G3 lohnt den Ausflug für Mitteldeutschland. G4 und G5 machen Beobachtungen aus ganz Deutschland möglich, dann aber auch ohne aufwendige Planung.
Wichtig bleibt, dass die G-Skala genauso wie der Kp-Index auf Dreistunden-Mittelwerten basiert. Der BZ-Wert in Echtzeit bleibt für die unmittelbare Entscheidung der relevantere Indikator.
Aktueller Kp-Index – Aktuelle G-Stufe in Echtzeit
Sonnensturm Deutschland – Überblick Geomagnetsturme
Kp-Index erklärt – Der technische Hintergrund
Polarlicht in Deutschland – Sichtbarkeit nach G-Stufe
BZ-Wert erklärt – Das Echtzeit-Ergänzungssignal
Carrington-Ereignis – Der stärkste Sonnensturm der Geschichte
