Leuchtende Nachtwolken - Dr. Christian Pinter - Astronomische Beobachtungstipps

Dr. Christian Pinter
Beobachtungstipps
Astronomische
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NLC - leuchtende Nachtwolken
Eindrucksvolle NLCs
waren von Wien aus am 5.7.2020 gegen 22:15 (Bild links) und am 4.7.2021 (Bild unten) zu sehen.

Leuchtende Nachtwolken (englisch: noctilucent clouds; abgekürzt: NLC bzw. NLCs) bilden sich über der arktisnahen Mesosphäre, und zwar in knapp über 80 km Höhe.
NLC am 4.7.2021 über Wien - hier leider teilweise von Wolken verdeckt

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.
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!
Eiseskälte, Methan & Meteorstaub
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 zur Abkühlung.
In dieser Höhe spielt Methan die Hauptrolle als Wasserlieferant. Zwei von drei Methanmolekülen entstehen durch menschliche Aktivitäten. Alle drei Jahre nimmt der Methangehalt der Atmosphäre außerdem um ein weiteres Prozent zu.

Allein 2023 wurden rund 340 Mio. Tonnen Methan freigesetzt. Der größte Emittent ist die Agrarwirtschaft, dicht gefolgt vom Energiesektor. Aber auch Mülldeponien tragen zum Methanausstoß bei.

Rechnungen zufolge ist Methan für ein ganzes Drittel des globalen Temperaturanstiegs verantwortlich. Es ist ein wesentlich stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid, allerdings kurzlebiger. Vor allem im Energiesektor wäre ein Teil der Methanemissionen durchaus vermeidbar, stellte die Internationale Energie Agentur im März 2024 fest.
NLCs fotografiert 1986 in Dunbar, Schottland.
"I looked at clouds from both sides now" - sang Joni Mitchell 1969 in ihrem Album Clouds. Um NLCs von beiden Seiten zu sehen, bedarf es neben irdischer Beobachter auch Späher im Weltall.

Der Satellit AIM untersuchte die Wolken von 2007 bis Anfang 2023 vom Orbit aus. 2012 zeigte er: Die Eisteilchen sind 20 bis 70 nm klein - also 10 bis 100 mal winziger als jene der Cirrus-Wolken (NASA-Video auf YouTube). Diese zwergenhaften Teilchen streuen blaues Licht etwas stärker zu uns als langwelligeres, was die entsprechende, silbrige Tönung der NLC erklärt.

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

Seit 2023 behält der US-Satellit NOAA-21 (bei Heavens Above unter "JPSS-2" gelistet) die Wolken im Blick: Er fliegt in einem gut 820 km hohen Pol-zu-Pol-Orbit und kreuzt den Äquator dabei 14 mal pro Tag.

Laut einer NASA-Studie nahm das Auftauchen der NLC zwischen 2002  und 2011 zu. Gleichzeitig sank die Temperatur in deren Flughöhe, was  wiederum mit der Abnahme der Sonnenaktivität zwischen dem relativen Maximum im Jahr 2002 und dem Minimum von 2009 zusammenhängen mag.

Umgekehrt mag die jetzt wieder hohe Sonnenaktivität - das nächste Maximum wird ja für 2024 oder 2025 erwartet - die Bildung der NLCs hemmen. 2023 machte sich die Erscheinung am österreichischen Himmel besonders rar.
NLCs fotografiert 2007 in Wien.
Einige Beobachtungstipps
Bei starker NLC-Bildung dringen die Wolken immer mehr gen Süden vor. Im Ausnahmefall ergeben sich dann auch Sichtungsmöglichkeiten von Österreich aus.

Rund um den Sommerbeginn
stellen sich günstige Beleuchtungsbedingungen in der Osthälfte Österreichs ein - vor allem zwischen 22 und 23 sowie zwischen 3 und 4 Uhr MESZ. Ende Juli wird man abends eine halbe Stunde früher, morgens eine halbe Stunde später Ausschau halten.

Mir gelangen Beobachtungen in Wien vor allem Anfang der Juli-Monate im Zeitintervall von 22:10 bis 22:35. Das war noch vor Ende der nautischen Dämmerung. Die Sonne stand Sonne 10 bis 12 Grad unterm Horizont.

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. NLCs im Norden oder Nordnordosten stehen über Polen. Hängen sie nur vier Grad überm Nordnordosthorizont, hängen sie über der Ostsee. Stehen sie nur drei Grad hoch überm Nordnordwesthorizont, haben sie sich über Dänemark oder der Nordsee aufgebaut. Bei den letztgenannten, sehr niedrigen Höhen werden sie bei uns aber wahrscheinlich schon im Horizontdunst verschwinden.
Skizze: Normale Troposphärenwolken empfangen in der späteren Dämmerung kein Sonnenlicht mehr. Anders die viel höheren NLCs. Der lange Weg des Lichts durch die Atmosphäre mag die silbrigen Wolken etwas gelblichen erscheinen lassen
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.

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:
NLC 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.
NLCs fotografieren
Man muss rechtzeitig eine Kamera zur Hand haben, die Belichtungszeiten von mehreren Sekunden zulässt, und ein Stativ. Ist kein Stativ zur Hand, kann man zumindest versuchen, die Kamera fest aufs Fensterbrett zu pressen. Meine Aufnahmen aus dem Jahr 1986 in Schottland (siehe oben) sind so entstanden. Um Erschütterungen zu vermeiden, sollte man einen Fernauslöser nutzen oder die Selbstauslöserfunktion (Vorlauf).

Die Blende eines Weitwinkelobjektivs ist weit zu öffnen und auf wirklich ferne irdische Objekte scharf zu stellen! Oft ist die Capella, der Hauptstern des Fuhrmanns im Bildfeld - und assistiert beim Fokussieren.

Wenn möglich, hält man die ISO-Zahl gering, um das Rauschen zu minimieren. Lesen Sie hier weiteres zur Aufnahmetechnik für nächtliche Fotos ohne Teleskop.
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 (MSE) 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.

Allerdings: Garantie auf NLCs gibt es aber auch dann keine. Und die grandiosen, auch von Wien aus sichtbaren NLCs am 5.7.2020 hätte man, sich auf die Radardaten verlassend, definitiv verpasst.

Übrigens: In den Jahren 2022, 2021 und 2022 waren NLCs kurioserweise stets am 5.7. im Raum Wien zu sehen gewesen, teilweise aber nur sehr knapp überm Horizont. 2023 suchte man sie an diesem Abend vergeblich.
Derzeit kaum bei uns zu sehen?
Überhaupt sind Sichtungen in unseren Breiten 2023 rar gewesen. Dies könnte, so zumindest eine Hypothese, mit der gestiegenen Sonnenaktivität zu tun haben: Die höhere solare UV-Strahlung soll die Bildung der Wolkenteilchen erschweren. Falls dies stimmt, wären NLCs wohl auch 2024 von Österreich aus kaum zu erspähen.
Webcams
Wer die NLCs nicht selbst sehen kann, mag als Ersatz auf Webcams an anderen Orten setzen.

  • So existiert z.B. ein von Kühlungsborn (Ostsee) aus geleitetes Kamera-Netzwerk zur automatisierten Beobachtung von leuchtenden Nachtwolken
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