Wat zijn lichtende nachtwolken?

lichtende-nachtwolken-boven-stockholm
Lichtende nachtwolken boven Stockholm. Credit By Kevin Cho (Kee Pil Cho)Own work, CC BY-SA 3.0, Link

In juni begint het seizoen waarin lichtende nachtwolken zijn te zien op het noordelijk halfrond. In zeldzame gevallen kunnen ze eind mei al zichtbaar worden. Het seizoen is in feite gecentreerd rond de zomerzonnewende in juni dus deze lichtende nachtwolken kunnen ook begin juli nog worden gezien.

Vanwege het gebrek aan landmassa op het zuidelijk halfrond zijn melden van lichtende nachtwolken daar veel zeldzamer. Ze worden het vaakst gezien vanaf de onderzoeksstations op het Antarctisch Schiereiland maar ze zijn ook waargenomen vanuit Nieuw-Zeeland, Tasmanië en Patagonië. In het Engels heten deze lichtende nachtwolken “noctilucent clouds” en dit wordt dan afgekort tot NLC.

Lichtende nachtwolken zijn heldere wolken die midden in de nacht aan de hemel zijn te zien. Ze worden meestal waargenomen tussen de 50ste en 65ste breedtegraad op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond in de algemene richting van de relevante pool. Dichterbij de pool wordt de lucht niet donker genoeg om de wolken zichtbaar te maken.. Ze hebben vaak een “elektrisch-blauwe” kleur en hoewel ze vroeg in de nacht als tegen zonsopkomst de neiging hebben gelige tinten aan te nemen. Het zijn de allerhoogste wolken inde atmosfeer en komen voor op een hoogte van ongeveer 82 kilometer. Dit is de bovengrens van de atmosferische laag die bekend staat als de mesosfeer en ze bevinden zich ver boven de “normale” wolken. Deze komen voor in de onderste laag van de atmosfeer (de troposfeer) en zijn over het algemeen niet hoger dan 20 kilometer (en vaak veel lager). Ze zijn zichtbaar omdat ze zo hoog zijn dat ze verlicht worden door zonlicht zelfs als de Zon onder de horizon van de waarnemer staat en de grond en de lagere wolken in het donker zijn. Voor de waarnemer is het de astronomische schemering.

Lichtende nachtwolken roepen een aantal vragen op. Het is bekend dat ze uit ijsdeeltjes bestaan 9er zijn met behulp van sondeerraketten monsters van genomen). Maar een ijskristal heeft om te groeien een kern of een vast deeltje nodig van een bepaalde grootte. Waar komen die deeltjes vandaan? Daarbij, ijskristallen zijn natuurlijk bevroren water. Waar komt dat water dan vandaan? Het is bijna onmogelijk dat waterdamp vanaf het oppervlak door de atmosfeer omhoog reist want het wordt normaal gesproken gevangen door de temperatuurinversie (de laag waar de temperatuur stijgt met de hoogte) die altijd op een hoogte van ongeveer 20 kilometer aanwezig is in de atmosfeer. We noemen die laag de tropopauze. Af en toe zijn er breuken in die tropopauze die het mogelijk maken dat waterdamp in de bovenste atmosfeer terecht komt.

Lang werd aangenomen dat het water “van buiten” komt in de vorm van deeltjes van kometen. Meer recent wordt algemeen aangenomen dat het water afkomstig is van de afbraak van methaangas dat wel omhoog kan migreren vanaf de onderste luchtlagen. Omdat de concentratie waterdamp erg laag is ontstaan de wolken alleen bij hele lage temperaturen van ongeveer -120 °C. Tegen de verwachting in zijn die temperaturen in de zomer het laagst want dan vindt er een opwelling in de atmosfeer plaats met als gevolg dat de temperatuur zakt.

En hoe zit het met die vaste deeltjes waar ijskristallen zich op kunnen vormen? )Deze steen bekend als ijskernen). Waar komen die vandaan? Een theorie zei dat het materiaal was dat door grote vulkaanuitbarstingen is uitgestoten. Maar er zijn geen bekende vulkaanuitbarstingen geweest die krachtig genoeg waren om materiaal zo hoog in de atmosfeer te stoten.

Een andere theorie zei dat ijskristallen kunnen ontstaan rond groepen van ionen die door kosmische straling worden gemaakt. Tegenwoordig is de leidende theorie dat de ijskernen afkomstig zijn van micrometeorieten uit de ruimte (met andere woorden als ‘ruimte-stof’).

Het lijkt erop dat lichtende nachtwolken steeds vaker voorkomen maar het is nog niet helemaal duidelijk of er inderdaad een toename in de frequentie van hun ontstaan is of dat het komt omdat er nu veel meer mensen deze lichtende nachtwolken bewust waarnemen.

Ofschoon lichtende nachtwolken op beide halfronden voorkomen zijn de meeste meldingen afkomstig van het noordelijk halfrond. Daar zijn er niet alleen meer waarnemers maar ook meer landmassa van waaruit de wolken zichtbaar kunnen zijn. Maar er is ook een satelliet bedoeld voor het waarnemen van lichtende nachtwolken. Dat is de Aeronomy of Mesosphere-satelliet (AIM). Maar ook amateurastronomen spelen een belangrijke rol in het monitoren van lichtende nachtwolken.

De wolken komen in verschillende structuren voor en die hebben dan ook namen gekregen als ‘golven’ en ‘sluiers’. De wolken komen echter voor in een de vorm van een dunne laag van ijskristallen en de structuur is alleen maar schijnbaar en wordt veroorzaakt door golvingen in de laag met kristallen. De wolken lijken dikker wanneer de gezichtslijn van de waarnemer door een groter deel van de wolk gaat. Als wolken boven je hoofd zijn dan zijn ze zo dun dat ze niet meer zichtbaar zijn.

 

Note:

Er worden drie stadia van schemering onderscheiden.

  • De burgerlijke schemering, wanneer de Zon minder dan 6° onder de horizon staat.
  • De nautische schemering, wanneer de Zon zich tussen 6° en 12° onder de horizon staat. Tijdens de nautische schemering zijn alleen de allerhelderste sterren zichtbaar. Dit zijn de sterren die gebruikt werden voor navigatie, vandaar ook de naam voor deze schemering.
  • Bij de astronomische schemering kunnen de zwakste sterren die met het blote oog zichtbaar zijn direct boven hun hoofd worden gezien, maar ze gaan verloren op lagere hoogten. Ze worden pas zichtbaar als het helemaal donker is.

Eerste publicatie: 18 juni 2018
Volledige revisie: 28 mei 2021