|
|
|
Nachtelijke wolken, of nachtelijke stralende wolken, zijn ijle wolkachtige verschijnselen in de bovenste atmosfeer van de aarde. Ze bestaan uit ijskristallen en zijn alleen zichtbaar tijdens astronomische schemering. Ze worden het vaakst waargenomen tijdens de zomermaanden vanaf breedtegraden tussen ± 50 ° en ± 70 °. Ze zijn te zwak om bij daglicht te zien en zijn alleen zichtbaar wanneer de waarnemer en de lagere lagen
van de atmosfeer zich in de schaduw van de aarde bevinden, maar terwijl deze zeer hoge wolken nog steeds in het zonlicht staan.
Recente studies suggereren dat verhoogde atmosferische methaanemissies extra waterdamp produceren zodra de methaanmoleculen de
mesosfeer bereiken - waardoor bestaande nachtlichtende wolken worden gecreëerd of versterkt. Het zijn de hoogste wolken in de atmosfeer
van de aarde, gelegen in de mesosfeer op een hoogte van ongeveer 76 tot 85 km. |
 |
| Nachtlichtende wolken boven Kuresoo moeras, Viljandimaa, Estland |
|
|
 |
| Nachtlichtende wolken boven Uppsala, Zweden |
|
| |
| Vorming van lichtende nachtwolken |
| |
Dit zijn de hoogste wolken in de atmosfeer van de aarde; worden gevormd in de mesosfeer op een hoogte van ongeveer 85 km volgens een
bron en op een hoogte van 75-95 km,
gemiddeld - 82 km, volgens een andere bron en zijn alleen zichtbaar wanneer ze worden verlicht door
de zon wanneer het zich op een hoogte van 6-16° onder de horizon bevindt, terwijl de onderste lagen van de atmosfeer zich in de schaduw
van de aarde bevinden; overdag vanaf het aardoppervlak zijn ze in de regel niet zichtbaar, de uitzondering is een totale zonsverduistering
(zie hieronder), vanuit de ruimte kunnen ze onder bepaalde omstandigheden aan de dagzijde van de aarde worden waargenomen]. Meestal verschijnen ze op het noordelijk halfrond van mei tot september, en bijvoorbeeld op een breedtegraad van 56 ° het vaakst - van de laatste tien dagen van juni tot het tweede decennium van juli. |
| Het is vrij eenvoudig om mesosferische wolken te onderscheiden van troposferische wolken: de laatste zijn tegen de achtergrond van de dageraad als donker zichtbaar, en de eerste zijn licht
en zelfs als het ware gloeiend, aangezien de ondergaande zon alleen voldoende hoge objecten kan verlichten, zoals zoals de lucht of mesosferische wolken. De optische dichtheid van mesosferische wolken is verwaarloosbaar, en sterren gluren er vaak doorheen. Het is niet verwonderlijk dat deze wolken vooral op de kortste nachten op hoge breedtegraden worden waargenomen: het is onder dergelijke omstandigheden, wanneer de zon kort ondergaat en niet ver achter de horizon, dat objecten in de mesosfeer kunnen worden waargenomen. |
|
Omdat de mesosfeer heel weinig vocht bevat, ongeveer honderd miljoenste van lucht uit de Sahara, en extreem dun is, kunnen de ijskristallen
zich alleen vormen bij temperaturen onder
ongeveer -120 ° C . Dit betekent dat nachtelijke wolken zich voornamelijk vormen in de zomer,
wanneer, in tegenstelling tot de intuïtie, de mesosfeer het koudst is als gevolg van seizoensgebonden variërende verticale winden, wat leidt tot
koude zomeromstandigheden in de bovenste mesosfeer (opwelling en adiabatische koeling) en winterse verwarming (downwelling
en adiabatische verwarming) . Daarom kunnen ze niet worden waargenomen (zelfs als ze aanwezig zijn) binnen de poolcirkels, omdat de zon dit seizoen op deze breedtegraden nooit laag genoeg onder de horizon staat. Nachtelijke wolken ontstaan meestal in de buurt van de poolgebieden, omdat de
mesosfeer daar het koudst is. Wolken op het zuidelijk halfrond zijn
ongeveer 1 km hoger dan die op het noordelijk halfrond. |
| |
| Ultraviolette straling van de zon breekt watermoleculen uit elkaar, waardoor er minder water beschikbaar is om nachtlichtende wolken te vormen. Het is bekend dat de straling cyclisch varieert met de zonnecyclus en satellieten hebben de afname in helderheid van de wolken gevolgd met de toename van ultraviolette straling gedurende de laatste twee zonnecycli. Het is gebleken dat veranderingen in de wolken de veranderingen in de intensiteit van ultraviolette stralen ongeveer een jaar volgen, maar de reden voor deze lange vertraging is nog niet bekend. |
| |
Van nachtlichtende wolken is bekend dat ze een hoge radarreflectie vertonen in een frequentiebereik van 50 MHz tot 1,3 GHz. Dit gedrag wordt
niet goed begrepen, maar een mogelijke
verklaring is dat de ijskorrels worden bedekt met een dunne metalen film bestaande uit natrium en ijzer, waardoor de wolk veel meer reflecterend is voor radar, hoewel deze verklaring controversieel blijft. Natrium- en ijzeratomen worden ontdaan van binnenkomende micrometeoren en bezinken in een laag net boven de hoogte van nachtlichtende wolken, en metingen hebben aangetoond dat deze elementen ernstig worden uitgeput wanneer de wolken aanwezig zijn. Andere experimenten hebben aangetoond dat bij de extreem lage temperaturen van een nachtlichtende wolk natriumdamp snel op een ijsoppervlak kan worden afgezet |
 |
| Lichtende nachtwolken boven Dadizele 21-06-2019 |
|
|
 |
| Lichtende nachtwolken boven Enschede, Overijssel |
|
|
Nachtelijke wolken zijn voor het eerst waargenomen in 1885, twee jaar na de uitbarsting van Krakatoa in 1883.Het blijft onduidelijk of hun
uiterlijk iets te maken had met de vulkaanuitbarsting
of dat hun ontdekking te wijten was aan het feit dat meer mensen de spectaculaire zonsondergangen observeerden die werden veroorzaakt door het vulkanische puin in de atmosfeer. Studies hebben aangetoond dat nachtlichtende wolken niet alleen worden veroorzaakt door vulkanische activiteit, hoewel stof en waterdamp door uitbarstingen in de bovenste atmosfeer kunnen worden geïnjecteerd en bijdragen aan hun vorming. Wetenschappers gingen er destijds van uit dat de wolken een andere manifestatie van
vulkanische as waren, maar nadat de as uit de atmosfeer was neergedaald, bleven de nachtlichtende wolken bestaan. Ten slotte werd de theorie
dat de wolken uit vulkanisch stof bestonden, in 1926 door Malzev weerlegd. In de jaren na hun ontdekking werden de wolken uitgebreid
bestudeerd door Otto Jesse uit Duitsland, die de eerste was die ze fotografeerde, in 1887, en hij schijnt degene te zijn geweest die de term "nachtlichtende wolk" heeft bedacht. Zijn aantekeningen leveren het bewijs dat nachtlichtende wolken voor het eerst verschenen in 1885.
Hij had gedetailleerde observaties gedaan van de ongewone zonsondergangen veroorzaakt door de Krakatoa-uitbarsting van het voorgaande
jaar en was er vast van overtuigd dat, als de wolken toen zichtbaar waren geweest, hij ze ongetwijfeld zou hebben opgemerkt. Systematische fotografische observaties van de wolken werden in 1887 georganiseerd door Jesse, Foerster en Stolze en na dat jaar werden er continue
observaties uitgevoerd in het Observatorium van Berlijn. Tijdens dit onderzoek werd eerst via triangulatie de hoogte van de wolken bepaald. |
| |
In de decennia na de dood van Otto Jesse in 1901 waren er weinig nieuwe inzichten in de aard van nachtlichtende wolken. Het vermoeden van Wegener, dat ze uit waterijs bestonden,
bleek later juist te zijn. De studie was beperkt tot waarnemingen op de grond en wetenschappers hadden
tot de jaren zestig, toen directe raketmetingen begonnen, heel weinig kennis van de mesosfeer. Deze toonden voor het eerst aan dat het optreden van de wolken samenviel met zeer lage temperaturen in de mesosfeer. |
| |
Nachtlichtende wolken werden voor het eerst gedetecteerd vanuit de ruimte door een instrument op de OGO-6-satelliet in 1972. De waarnemingen van een heldere verstrooiende laag over de poolkappen werden geïdentificeerd als poolwaartse uitbreidingen van deze wolken. Een latere satelliet,
de Solar Mesosphere Explorer, bracht de verspreiding van de wolken tussen 1981 en 1986 in kaart met zijn ultraviolette spectrometer. De wolken werden in 1995 gedetecteerd met een lidar aan de Utah State University, zelfs als ze niet zichtbaar waren voor het blote oog. De eerste fysieke bevestiging dat waterijs inderdaad de primaire component is van nachtelijke wolken kwam van het HALOE-instrument op de Upper Atmosphere Research Satellite in 2001. |
| |
| De AIM-satelliet (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) werd op 25 april 2007 gelanceerd. Het was de eerste satelliet die zich toelegde op het bestuderen van nachtelijke wolken en deed zijn eerste waarnemingen een maand later (25 mei). Afbeeldingen die met de satelliet zijn gemaakt, tonen vormen in de wolken die lijken op vormen in troposferische wolken, wat duidt op overeenkomsten in hun dynamiek. |
| |
In het voorgaande jaar hadden wetenschappers met de Mars Express-missie hun ontdekking aangekondigd van koolstofdioxide-kristalwolken op
Mars die zich uitstrekten tot 100 km boven
het oppervlak van de planeet. Dit zijn de hoogste wolken die boven het oppervlak van een rotsachtige planeet zijn ontdekt. Net als nachtlichtende wolken op aarde kunnen ze alleen worden waargenomen als de zon onder de horizon staat. |
| |
| Onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters in juni 2009 suggereert dat nachtlichtende wolken waargenomen na de Tunguska-gebeurtenis van 1908 het bewijs zijn
dat de impact werd veroorzaakt door een komeet. |
| |
| Observaties |
| |
Nachtlichtende wolken zijn over het algemeen kleurloos of lichtblauw, hoewel af en toe andere kleuren, waaronder rood en groen, zijn
waargenomen. De karakteristieke blauwe kleur komt van
absorptie door ozon in het pad van het zonlicht dat de nachtelijke wolk verlicht.
Ze kunnen verschijnen als karakterloze banden, maar vertonen vaak kenmerkende patronen zoals strepen, golfachtige golvingen en wervelingen.
Ze worden beschouwd als een "prachtig natuurverschijnsel". Nachtlichtende wolken kunnen worden verward met cirruswolken, maar lijken scherper onder vergroting. Die veroorzaakt door raketuitlaten hebben de neiging om andere kleuren dan zilver of blauw te vertonen, vanwege irisatie veroorzaakt door de uniforme grootte van de geproduceerde waterdruppels. |
| |
Nachtelijke wolken zijn te zien op breedtegraden van 50° tot 65°. Ze komen zelden voor op lagere breedtegraden (hoewel er waarnemingen zijn geweest tot ver in het zuiden als Parijs, Utah, Italië, Turkije en Spanje), en dichter bij de polen wordt het niet donker genoeg zodat de wolken zichtbaar worden. Ze komen voor tijdens de zomer, van half mei tot half augustus op het noordelijk halfrond en tussen half november en half
februari op het zuidelijk halfrond. Ze zijn erg zwak en zwak en kunnen alleen worden waargenomen in de schemering rond zonsopgang en zonsondergang wanneer de wolken van de lagere atmosfeer in de schaduw staan, maar de nachtelijke wolk wordt verlicht door de zon. Ze zijn
het best te zien wanneer de zon tussen 6° en 16° onder de horizon staat. Hoewel nachtelijke wolken op beide halfronden voorkomen, zijn ze duizenden keren waargenomen op het noordelijk halfrond, maar minder dan 100 keer op het zuidelijk halfrond. Nachtelijke wolken op het zuidelijk halfrond zijn zwakker en komen minder vaak voor; bovendien heeft het zuidelijk halfrond een lagere bevolking en minder landoppervlak om waarnemingen te doen. |
| |
Deze wolken kunnen worden bestudeerd vanaf de grond, vanuit de ruimte en rechtstreeks door een raket te laten klinken. Ook zijn sommige nachtlichtende wolken gemaakt van kleinere kristallen, 30 nm of minder, die onzichtbaar zijn voor waarnemers op de grond omdat ze niet
genoeg licht verstrooien. |
 |
| Nachtelijke wolken in Boerjatië, Rusland |
|
|
 |
| Boven het Saimaameer. |
|
|
De wolken kunnen een grote verscheidenheid aan verschillende patronen en vormen vertonen. Fogle ontwikkelde in 1970 een identificatieschema
dat vijf verschillende vormen classificeerde.
Deze classificaties zijn sindsdien gewijzigd en onderverdeeld. Als resultaat van recent onderzoek
herkent de Wereld Meteorologische Organisatie nu vier belangrijke vormen die kunnen worden onderverdeeld. |
| |
| Type I |
| Sluiers zijn erg dun en missen een goed gedefinieerde structuur, een beetje zoals cirrostratus of slecht gedefinieerde cirrus. |
| |
| Type II |
Banden zijn lange strepen die vaak voorkomen in ongeveer evenwijdige groepen, meestal op grotere afstand van elkaar dan de banden of
elementen die worden gezien met cirrocumuluswolken. |
| |
| Type III |
| Golven zijn arrangementen van dicht bij elkaar gelegen, ongeveer evenwijdige korte strepen die meestal lijken op cirrus. |
| |
| Type IV |
| Wervelingen zijn gedeeltelijke of, zeldzamer, volledige ringen van wolken met donkere centra. |
| |
| Bronnen: Wikipedia-en, Wikipedia-fr, Der Karlsruher Wolkenatlas,
WMO cloudatlas |
|
|
|
|
|
|
