Koronale Löcher erscheinen als dunkle Bereiche in der Sonnenkorona auf Bildern im extrem ultravioletten (EUV) und weichen Röntgenlicht. Sie erscheinen dunkel, weil es sich um kühlere, weniger dichte Regionen als das umgebende Plasma und um Regionen mit offenen, unipolaren Magnetfeldern handelt. Diese offene, magnetische Feldlinienstruktur ermöglicht es dem Sonnenwind, leichter in den Weltraum zu entkommen, was zu Strömen von relativ schnellem Sonnenwind führt und im Zusammenhang mit der Analyse von Strukturen im interplanetaren Raum oft als Hochgeschwindigkeitsstrom bezeichnet wird.
Koronale Löcher können sich zu jeder Zeit und an jedem Ort auf der Sonne entwickeln, sind aber in den Jahren um das solare Minimum häufiger und beständiger. Die hartnäckigeren koronalen Löcher können manchmal mehrere Sonnenumläufe (27-Tage-Perioden) überdauern. Koronale Löcher sind am Nord- und Südpol der Sonne am häufigsten und stabilsten; diese polaren Löcher können jedoch wachsen und sich auf niedrigere Sonnenbreiten ausdehnen. Es ist auch möglich, dass sich koronale Löcher isoliert von den polaren Löchern entwickeln oder dass sich eine Erweiterung eines polaren Lochs abspaltet und zu einer isolierten Struktur wird. Persistente koronale Löcher sind lang anhaltende Quellen für Hochgeschwindigkeits-Sonnenwindströme. Wenn der Hochgeschwindigkeitsstrom mit dem relativ langsamen umgebenden Sonnenwind interagiert, bildet sich eine Kompressionsregion, die als co-rotierende Interaktionsregion (CIR) bekannt ist. Aus der Perspektive eines festen Beobachters im interplanetaren Raum führt die CIR den Hochgeschwindigkeitsstrom des koronalen Lochs (CH HSS) an
Die CIR kann zu einer Erhöhung der Teilchendichte und der Stärke des interplanetaren Magnetfelds (IMF) führen, bevor der CH HSS einsetzt. Wenn die CH HSS die Erde erreicht, nehmen die Geschwindigkeit und die Temperatur des Sonnenwinds zu, während die Teilchendichte abzunehmen beginnt. Nach dem Durchgang des CIR und dem Übergang in die CH HSS-Strömung beginnt sich die Gesamtstärke des IMF normalerweise langsam abzuschwächen.
Im Allgemeinen führen koronale Löcher, die sich am oder in der Nähe des Sonnenäquators befinden, am ehesten zu einem Durchgang des CIR und/oder zu höheren Sonnenwindgeschwindigkeiten auf der Erde. Starke CIRs und die schnelleren CH HSS können die Magnetosphäre der Erde so stark beeinflussen, dass es zu geomagnetischen Stürmen der Stufen G1-G2 (geringfügig bis mäßig) kommen kann; in selteneren Fällen können auch stärkere Stürme auftreten. Geomagnetische Stürme werden anhand einer fünfstufigen NOAA-Weltraumwetter-Skala klassifiziert. Die größeren und ausgedehnteren koronalen Löcher können oft eine Quelle für hohe Sonnenwindgeschwindigkeiten sein, die die Erde viele Tage lang belasten.
Aufgrund ihres Potenzials für erhöhte geomagnetische Aktivität und mögliche Stürme (G1 oder höher) analysieren die Meteorologen die koronalen Löcher genau und vermerken sie auch in der täglichen synoptischen Zeichnung. Die Meteorologen des SWPC berücksichtigen alle möglichen Auswirkungen von CIR- und CH-HSS-Aktivitäten bei der Vorhersage der erwarteten geomagnetischen Gesamtaktivität des Planeten für jede 3-stündige synoptische Periode in den nächsten drei Tagen, wie in der 3-Tages-Vorhersage angegeben. Zusätzlich werden alle vorhergesagten CIR- oder CH HSS-Einflüsse in der Vorhersagediskussion näher erläutert.
*BILD mit freundlicher Genehmigung der NASA