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Physik im Alltag und Naturphänomene

Leuchtende Nachtwolken – NLC

In der letzten Zeit habe ich mehrere Anfragen zu Phänomen erhalten, die sich als „Leuchtende Nachtwolken“ erwiesen. (In Anlehnung an die englischsprachige Bezeichnung NoctiLucend Clouds, NLC, spricht man inzwischen auch von NachtLeuchtenden Wolken). Die Jahreszeit in der in unseren Breiten NLCs beobachtet werden können, neigt sich dem Ende zu. Das möchte ich zum Anlass nehmen, auch in diesem Blog noch einmal kurz auf das offenbar nicht sehr bekannte Phänomen einzugehen. Zahlreiche eindrucksvolle Fotos und Beschreibungen findet man im Blog Fichtelberg im Erzgebirge und Umgebung von Claudia Hinz.

Die Leuchtenden Nachtwolken lassen sich in Norddeutschland zwischen Mai bis August mit einem Häufigkeitsmaximum im Juni beobachten. Etwa eine bis zwei Stunden nachdem die Sonne untergegangen ist können sie an bestimmten Tagen vor allem aufgrund des Kontrasts zur aufziehenden Nacht mit erstaunlicher Leuchtkraft wahrgenommen werden. Wie die uns vertrauten Wolken (in der Troposphäre, also unterhalb von 10 km Höhe) werden auch diese Wolken durch reflektiertes Sonnenlicht sichtbar. Da die Sonne dann bereits so tief gesunken ist (6° bis 16° unter dem Horizont), müssen sich die von unten beleuchteten Wolken in einer Höhe von ca. 80 km befinden (siehe Skizze). Die normalen Wolken befinden sich bereits kurz nach dem Sonnenuntergang im Erdschatten und heben sich vor dem Dämmerungshimmel dunkel ab.
Die NLCs können hauptsächlich zwischen 50° und etwa 65° nördlicher oder südlicher Breite beobachtet werden. Dass man sie nicht weiter zu den Polen hin sehen kann, liegt daran, dass jenseits der Polarkreise die Sonne Tag und Nacht scheint (Mitternachtssonne). Es fehlt dann der dunkle Himmel, gegen den sich die Wolken abheben könnten. Weiter zum Äquator hin sind die NLCs deshalb kaum zu sehen, weil sie in wärmere Gebiete gelangen und sich die Eiskristalle aus denen sie bestehen auflösen.
Dass die Wolken aus Eiskristallen bestehen, wurde bereits im 19. Jahrhundert wegen der Ähnlichkeit ihrer Struktur mit Cirruswolken vermutet. Eine Bestätigung dafür erfolgte in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts durch Raketenmessungen. Erstaunlich ist diese Feststellung deshalb, weil in der Höhe, in der die Wolken auftreten, in der Mesopause (siehe: Schichten der Atmosphäre), nur eine äußerst geringe Wasserdampfkonzentration herrscht. Da hier aber gleichzeitig die kälteste Region der Erdatmosphäre anzutreffen ist, kommt es trotzdem zu genügend vielen Eiskristallen, die die NLCs möglich machen.
Bis heute ist allerdings noch nicht restlos geklärt, woher die für die Kristallisation nötigen Keime stammen. Die Vermutung, dass es sich um Staub von größeren Vulkanausbrüchen handeln könnte, wird durch die Beobachtungen gestützt, dass die Häufigkeit der NLCs nach dem Krakatauausbruch signifikant zunahm. Heute herrscht die Auffassung vor, dass Staub von verglühenden Meteoroiden einen wesentlichen Beitrag zu den Kristallisationskeimen liefern. Dafür spricht, dass Sternschnuppen genau in dieser Höhe aufleuchten.
Die überwiegende Farbe der NLCs ist bläulich bis silbern (siehe Foto). Nur in Horizontnähe sind manchmal goldene oder grünliche Farbtönungen zu sehen. Das lässt sich darauf zurückführen, dass das Licht der tief unter dem Horizont gelegenen Sonne einen langen Weg durch die Stratosphäre zurücklegt, in der das dort überwiegend vorhandene Ozon vor allem die rötlichen und gelblichen Bestandteile des Spektrums absorbiert und das blaue Licht durchlässt. (Diesen Mechanismus haben wir in einem früheren Beitrag zur „Blauen Stunde“ genauer betrachtet.)

Quellen

Strange Clouds at the edge of space

Observing noctulucent clouds

 

 

Diskussionen

4 Gedanken zu “Leuchtende Nachtwolken – NLC

  1. Danke auch für die Links.
    Photografie 12 jedenfalls im letzten Link ist phänomenal!
    Die Wellenstrukturen manchmal wirken wie technische Fehler bei der Aufnahme, sind aber keine.

    Verfasst von kopfundgestalt | 26. Juli 2020, 09:08
  2. „Die NLCs können nur zwischen 50° und 65° nördlicher oder südlicher Breite beobachtet werden.“
    Das ist nicht (mehr) so, in den letzte Jahren hat man sie bis Kroatien hinunter beobachten können. Selbst im Alpenraum scheinen sie häufiger, als früher angenommen und in diesem Jahr haben die Süd-NLC – sicher auch wetterbedingt – den Nord-NLC’s oft den Rang abgelaufen.

    Verfasst von ch | 26. Juli 2020, 12:47

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