Tromsø liegt auf 69°38′ nördlicher Breite innerhalb des Polarlichtovals — dem ringförmigen Band, in dem geladene Sonnenpartikel entlang geomagnetischer Feldlinien nach unten geleitet werden und in etwa 100 bis 300 Kilometern Höhe mit Sauerstoff und Stickstoff kollidieren.
Die Stadt erforscht diese Kollisionen länger als fast jeder andere Ort. Das Nordlicht-Observatorium wurde hier 1928 gegründet, und der norwegische Physiker Kristian Birkeland, dessen Terrella-Experimente das Polarlicht erstmals mit Sonnenwinden in Verbindung brachten, arbeitete bereits Jahrzehnte zuvor an arktischen Stationen in dieser Region. Grünes Licht entsteht durch atomaren Sauerstoff bei etwa 557,7 Nanometern; die seltenere rote Krone befindet sich noch höher.
Die Geografie erklärt, warum die Anbieter der besten Nordlichter-Tour für kleine Gruppen in Tromsø lieber fahren, als an einem Ort zu verweilen. Der Inselkern von Tromsø wird vom Tromsdalstinden, den Lyngenalpen und einer Küstenlinie, die in hunderte Fjordarme zerklüftet ist, gesäumt. Das Wetter ist hier auf den Kilometer lokal begrenzt. Ein wolkenverhangener Himmel über Kvaløya kann in Skibotn, zwei Stunden östlich in Richtung der finnischen Grenze, klar sein, wo der Regenschatten der Berge für eine der trockensten Winterluftschichten in Nordnorwegen sorgt. Die Reiseleiter lesen Wolkenkarten, Kp-Index-Prognosen und ihre eigene gesammelte Erfahrung der Nächte und wählen dann eine Richtung. Transporter für acht bis sechzehn Personen machen diesen Richtungswechsel möglich; Reisebusse für fünfzig Personen hingegen nicht.
Die kulturelle Ebene ist ebenso wichtig wie die Physik. Die samischen Gemeinschaften in ganz Sápmi begegnen den Lichtern seit langem mit Zurückhaltung — guovssahas, das nordsamische Wort, trägt ein Gefühl von etwas Hörbarem und Lebendigem in sich, und Kindern wurde beigebracht, nicht danach zu pfeifen. Händler und Walfänger nutzten Tromsø als letzten Versorgungshafen; die hölzerne Eismeerkathedrale von 1861 und die Betonflügel der Eismeerkathedrale, fertiggestellt 1965, umrahmen noch immer den Hafen, der sie einst versorgte.
Da das Polarlicht einem elfjährigen Sonnenzyklus folgt, haben die Saisons nach dem Maximum des Sonnenzyklus 25 zu ungewöhnlich häufigen Erscheinungen auf diesen Breitengraden geführt, weshalb die nordlysjakt i Tromsø (Nordlichtjagd in Tromsø) von einem Nischen-Wintergeschäft zur prägenden Industrie der Region geworden ist. Die Saison des dunklen Himmels reicht von der Rückkehr der echten Nacht im Herbst bis Anfang April, wobei die Polarnacht — ohne jeden Sonnenaufgang — zwischen Ende November und Mitte Januar liegt. Eine der besten Nordlichter-Touren für kleine Gruppen in Tromsø ist letztlich ein mobiles Observatorium: beheizter Transporter, Stativ, Thermoskanne und ein Fahrer, der bereit ist, weiterzufahren, bis die Wolkendecke aufbricht.
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