Leuchtende Nachtwolken - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

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NLCs - leuchtende Nachtwolken
Leuchtende Nachtwolken (englisch: noctilucent clouds; abgekürzt:  NLCs) bilden sich über der arktisnahen Mesosphäre, und zwar in etwa 80  km Höhe. Sie schweben sehr viel höher als normale Troposphärenwolken und  können daher noch in der späteren Dämmerung von der Sonne angestrahlt  werden - wenn sich normale Wolken nur mehr als dunkle Schattenrisse vom  tiefblauen Firmament abheben. Hier finden Sie einen Artikel über NLCs.
NLCs fotografiert 1986 in Dunbar, Schottland.

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© Pinter
Diese feinen Gebilde, die in der Form an Cirruswolken erinnern, sind  immer häufiger auch in unseren Breiten zu sehen - vor allem in den Monaten Juni und Juli. Dann stellen sich in der Mesosphäre paradoxerweise die kältesten Bedingungen ein!

Da man solche Erscheinungen offenbar nicht vor 1885 wahrnahm, wird eine vom Menschen gemachte Komponente vermutet: Die nachtleuchtenden Wolken wären somit eine Folge industrieller Prozesse, vor allem der globalen Erderwärmung. Denn die Erwärmung der wetterbestimmenden Troposphäre wirkt sich in der Mesosphäre nachweislich umgekehrt aus, führt dort oben zur Abkühlung.

Zudem spielt Methan hier die Hauptrolle als Wasserlieferant. Und zwei von drei Methanmolekülen entstehen heute schon durch menschliche Aktivitäten (Industrie, Landwirtschaft). Alle drei Jahre nimmt der Methangehalt der Atmosphäre außerdem um ein weiteres Prozent zu.
NLCs fotografiert 1986 in Dunbar, Schottland.
Der Satellit AIM untersuchte die Wolken ab 2007 vom Orbit aus. 2012 zeigte er, dass die Eisteilchen 20 bis 70 nm klein sind - also 10 bis 100 mal winziger als jene der Cirrus-Wolken (NASA-Video).  Diese zwergenhaften Teilchen streuen blaues Licht etwas stärker zu uns als langwelligeres, was die entsprechende Tönung der NLCs erklärt.

Bei niedrigem Stand über dem Horizont weicht der "Blaustich" freilich, wie  bei anderen Himmelsobjekten auch, einem gelblichen Ton. Als Kondensationskerne dient Meteorstaub, der schließlich aber nur 3 Prozent  der Materie eines jeden fertigen Wolkenpartikelchens ausmacht.

Laut einer NASA-Studie nahm das Auftauchen der NLCs zwischen 2002  und 2011 zu. Gleichzeitig sank die Temperatur in ihrer Höhe, was  wiederum mit der Abnahme der Sonnenaktivität zwischen dem relativen  Maximum im Jahr 2002 und dem Minimum von 2009 zusammenhängen mag.
NLCs fotografiert 2007 in Wien.
Die NASA hat ein wirklich hörenswertes Gesangsvideo zum Thema NLCs erstellt (YouTube). Der englische Text des a-cappella-Gesangs ist durchaus witzig - und stellt auch die Frage, ob diese Gebilde "mit unserem künftigen Schicksal verbunden" sind.
Einige Beobachtungstipps
Rund um den Sommerbeginn stellen sich günstige Beleuchtungsbedingungen in der Osthälfte Österreichs vor allem zwischen 22 und 23 sowie zwischen 3 und 4 Uhr MESZ ein. Ende Juli wird man abends eine halbe Stunde früher, morgens eine halbe Stunde später Ausschau halten.

NLCs setzen sich übrigens auch am aufgehellten Stadthimmel in Szene. Allerdings braucht man einen völlig freien Blick zum mathematischen Horizont hinab. Zielrichtung ist Nordnordwest bis Nordnordost. Es genügt oft, zumindest eine kleinere, unverbaute Lücke in diesem Abschnitt zu finden.
NLCs fotografiert am 12.7.2009 in Wien.
Die allermeisten von Wien aus im Nordnordwesten sichtbaren NLCs  schweben über Deutschland, solche im Norden oder Nordnordosten über  Polen. Um sie über der Ostsee zu sehen, dürften sie nur vier Grad, über  der Nordsee gar nur drei Grad über dem Horizont hängen. Und da sind sie  wahrscheinlich schon im Horizontdunst verschwunden.

Der lange Weg durch  die Erdatmosphäre vermag NLCs in geringer Höhe einen Gelbton verleihen,  obwohl die Gebilde selbst aufgrund der Vorwärtsstreuung des Sonnenlichts  an den extrem winzigen Eisteilchen silbrige Tönung besitzen.
Skizze: Normale Troposphärenwolken empfangen in der späteren Dämmerung kein Sonnenlicht mehr. Anders die viel höheren NLCs.
Höhenwinkel wie der Genannte lassen sich leicht abschätzen, wenn man  die Unterkante der Faust bei völlig durchgestrecktem Arm genau in  Augenhöhe bringt (hier liegt der mathematische Horizont). Die Oberkante  der Faust erscheint dann grob 10 Grad hoch. Mit einem Skript von  Alexander Wünsche ermitteln Sie dann sogar die Entfernung einer beobachteten NLC (Eingabe z.B. für Wien: Breite 48.2, Länge 16.4; Zeitzone +1; Sommerzeit: ankreuzen).

Ein weiteres Skript erlaubt es, die aktuelle  Sonnentiefe zu bestimmen. Mir gelangen die besten Sichtungen bislang bei Sonnentiefen von etwa 10 bis 12 Graden.

Da die Wolken nur eine sehr geringe  vertikale Ausdehnung besitzen, gilt: Was höher am Himmel zu stehen  scheint, ist uns näher! Wolken in zehn Winkelgraden Höhe wären etwa 420  km von Wien entfernt. Bei ihnen erreicht das freie Auge eine Auflösung von 250 Metern in der Horizontalen; in der Vertikalen ist es bloß ein  Kilometer. Das Fernglas steigert die Auflösung grob um den Faktor sechs.

Übrigens: Sterne schimmern durch die feinen Gebilde hindurch. Vor allem der helle Stern Capella im Fuhrmann fällt dabei auf.
Ein Schnappschuss, und daher arg verrauscht:
NLCs fotografiert 2007 in Wien
Eingefleischte Beobachter schätzen die Wolkenhelligkeit in einer fünfstufigen Skala und halten auch die aktuelle Wolkenform fest: Es gibt strukturarme Schleier, parallele Bänder oder Wellen, die an Fischgräten bzw. Sandrippeln erinnern, und schließlich wirbelige Formen. Anders als gewöhnliche Cirren zeigen NLCs selbst im Fernglas noch klare Details.

Beim Blick durch das Polarisationsfilter einer Kamera treten sie deutlicher hervor. Übrigens sind NLCs leicht zu fotografieren: Man braucht bloß eine Kamera, die Belichtungszeiten von mehreren Sekunden zulässt, und ein Stativ. Um Erschütterungen zu vermeiden, nutzen Sie die Selbstauslöserfunktion.

Aktuelle Wiener Beobachtungsberichte liest man bei der WAA.
Noch einige Adressen
Das NLC-Fotoarchiv des Arbeitskreises Meteore macht Sie mit dem Anblick der Wolken vertraut. Ein ausführliches englischsprachiges Handbuch der International Association of Geomagnetism and Aeronomy gibt Tipps zur systematischen Betrachtung und wartet ebenfalls mit Beispielfotos auf.
Vorwarnung erwünscht?
Eine Vorwarnung bietet der Blick auf das OSWIN-Radar. Dieses in Kühlungsborn auf 54,1 Grad  nördlicher Breite betriebene System registriert Mesophärische  Sommerechos (MSEs) aus Höhen zwischen 80 und 90 km. Die sind zwar nicht  ident mit den Leuchtenden Nachtwolken, bieten aber einen passablen  Indikator für deren Auftreten.

Man checkt die Seite OSWIN-VHF-Radar - Mesosphäre am besten abends gegen 20 Uhr MESZ  (das entspricht 18 Uhr UTC) und sieht nach, ob möglichst spät an diesem  Tag (also ganz rechts auf der Grafik) noch Radarreflexionen erfasst wurden (frühere Reflexionen besitzen kaum Aussagekraft). Falls ja, sollte man unbedingt selbst am Himmel Nachschau halten. Garantie auf NLCs gibt es aber auch  dann keine!
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