Günther Können

Wolkenstraten                                                                                    

Als je het eenmaal weet, zie je ze ook: wolkenstraten. Ze treden op in de kustgebieden bij wind van zee. Individuele cumuluswolken, gegroepeerd in lijnen ofwel straten, die met een onderlinge afstand van zo’n 1,5 km hardnekkig op hun plaats blijven liggen. Op het waddeneiland Terschelling, waar ik ieder jaar een paar weken vertoef, zie ik ze altijd wel een paar keer. Dit gebeurt daar bij zuidwestenwind, dus als de wind in de lengterichting van het eiland blaast. Boven het eiland, ca 4 km breed, vormen zich naast elkaar meestal een drietal van deze straten; daartussen is het helder. Als je pech hebt, houdt zo’n straat je urenlang uit de zon. Boven zee is het dan wolkenloos.

Als je nabij de Hollandse westkust of op een waddeneiland een wolkenstraat herkent, loont het de moeite om, tegen de wind in, het beginpunt op te zoeken. Dit beginpunt kent een fraaie dynamiek: er vormt zich steeds opnieuw een ‘eerste wolk’, die vervolgens landinwaarts wordt geblazen. Deze ‘eerste wolken’ lijken uit het niets te ontstaan. Stroomafwaarts kunnen wij zien dat als een wolkenstraat boven zee beland, hij uitdooft.

Foto: Wolkenstraat, op 30 juni 2008 gefotografeerd op Terschelling door G.P. Können

Een wolkenstraat ontstaat in een onstabiele luchtstroming van zee, waarbij de lucht warmer is dan het zeewater. Door de zonnestraling kan de grond op een bepaalde plaats warmer worden dan de lucht, die daar dan opstijgt en daarbij voor wolkenvorming zorgt. Náast deze wolkenstraat daalt de lucht en is het helder; verderop stijgt de lucht weer en vormt zich dus een tweede straat. Vanuit satellieten lijken de straten op rookpluimen die het binnenland inwaaien. Bij de Hollandse westkust kunnen zich bij noordwestenwind een groot aantal van deze straten naast elkaar vormen, zoals je fraai kan zien op de satellietfoto’s van Nederland die soms  tijdens het TV weerpraatje vertoont worden. De posities van deze straten driften echter, tezamen met die van de warmste plek, langs de kust heen en weer. Op Terschelling gebeurt dat niet, want zijn langgerekte vorm en geringe breedte pint de straten stevig op hun plaats.

‘Als je het niet kent, zie je het niet’ –zie de aanhef. Het bestaan van wolkenstraten is nog maar zo’n 40 jaar ‘erkend’, en dat gebeurde pas nadat ze zich onontkoombaar op foto’s vanuit weersatellieten hadden gemanifesteerd. Iedere keer als ik die straten zie, ben ik verbaasd dat de mens (inclusief ikzelf) zo ‘ziende blind’ kan zijn. Er is vast nog veel meer te ontdekken om ons heen!

Optische effecten en optisch bedrog bij zonsondergang      

Zonsondergang aan zee is een spectaculair gebeuren. Vóórdat hij in zee verdwijnt, zien wij de zonneschijf enorm vergroot: zijn omvang lijkt wel drie keer groter dan overdag. Inderdaad, “lijkt”, want de grote zon is niet echt, maar zit tussen de oren: het is puur gezichtsbedrog. Geloof je het niet? Maak dan een foto van de zon vlak vóór zonsondergang en nòg een als hij hoog aan de hemel staat – je zal zien dat de zon op beide foto’s precies even groot is*. Deze nuchtere werkelijkheid hoeft trouwens de magie van zonsondergangen niet verbreken: wij ervaren de zon zoals wij die zien, en dat is nu eenmaal een sterk vergroot exemplaar.

Foto links: zonsondergang, gefotografeerd door de Brit Les Cowley. De zonneschijf is afgeplat omdat de lichtstralen die vanaf zijn onderkant komen, sterker door de atmosfeer gebroken worden dan die vanaf de bovenkant van de schijf. Rechts: Zelfde foto, kwartslag gedraaid. Doordat het gezichtsbedrog van verticale oprekking nu de andere kant op werkt, lijkt de afplatting nu groter dan op de linker foto.

Behalve vergroot, is de zon ook afgeplat als hij laag staat. Dit is wèl echt, het heeft te maken met breking van zonnestralen als die onze atmosfeer binnendringen. Maar ook bij het zien van dit verschijnsel speelt gezichtsbedrog een rol: onze hersenen rekken beelden vlak bij de horizon verticaal op, waardoor de afplatting minder groot lijkt dan hij in werkelijkheid is. Als wij echter het hoofd schuin houden, dan werkt de oprekking de ander kant op en lijkt de zon sigaarvormiger dan hij in werkelijkheid is. Dit gezichtbedrog is ook te zien als wij een foto van de ondergaande zon een kwartslag draaien, zie figuur 1.

Verticale oprekking van objecten is vaak te zien, als je eenmaal weet waar je op moet letten. Zo zien wij verre personen op het strand als langwerpige streepjes; hetzelfde gebeurt met mensen die op een ver verwijderde heuvel staan. Schapen op een dijk die je van schuin-onder bekijkt krijgen onnatuurlijk lange poten. Maar het beste is het verschijnsel te zien bij de ondergaande zon: een reden te meer om daar vaak naar te kijken.

Tenslotte nog een andere aardigheid om bij zonsondergang op te letten: vanaf een duinenrij (~10-15 m hoog) gaan de zon een minuutje later onder dan vanaf de vloedlijn. Op het duin gezeten zie je de zonsondergang-kijkers op het strand inderdaad al rechtsomkeert maken als de zon voor jou nog niet helemaal weg is.

*In 1995 heb ik een lezing gehouden over dit soort effecten voor een gezelschap van beeldende kunstenaars. Ze konden gewoon niet geloven dat de ‘opgezwollen’ zon of volle maan tussen hun oren zat! 

Groothoekopname

Ons afdelingslid Günther Können heeft de eclips waargenomen op enkele kilometers afstand van Side (zuid-Turkije), vrijwel op de centrale lijn. Hierbij een door hem gemaakte groothoekopname die hij tijdens de totaliteit heeft gemaakt (16 mm lens, horizontaal beeldveld 135 graden). Venus is rechtsonder te zien. Mercurius kon hij met het blote oog wel zien (ongeveer halverwege Venus en de zon), maar op de foto is Mercurius niet te onderscheiden.

Menig eclipskijker stelt zichzelf de vraag, hoe donker het wordt tijdens de totaliteit. Günther weet het antwoord. Het primair verstrooide zonlicht (de directe Rayleigh-strooiing) valt weg. De hemel wordt voornamelijk verlicht via licht dat vanuit de horizon doorlekt vanuit het gebied buiten de maanschaduw, en dat vervolgens verstrooid wordt aan de hemel. Er is dus alleen secondair verstrooid licht. Dat is nog behoorlijk helder: de hemelintensiteit is 1000 keer minder dan overdag, d.w.z. de grensmagnitude is ongeveer +3, ofwel de hemel is nog zeer veel helderder dan tijdens volle maan. Deze helderheid is equivalent aan die tijdens de schemering als de zon 7 graden onder de horizon staat. De corona zelf heeft een helderheid die vergelijkbaar is met die van de volle maan, ofwel een miljoen keer minder dan de zon. Die draagt daardoor niet veel bij (via primaire strooiing) aan de helderheid van het hemellicht.

Een wetenschapsvriend van hem, prof. Michael Vollmer van de Universiteit van Brandenburg in Duitsland, stond enkele kilometers verderop de eclips waar te nemen, en heeft ook metingen gedaan van de temperatuurdaling tijdens de verduistering. De grafiek toont aan dat de temperatuur ongeveer 5,5 graden daalde van ca. 22 tot 16,5 graad in de schaduw. Door het wegvallen van de zonneschijn leek het echter veel meer. Ook is de temperatuur gemeten van de grond, op 1 cm diepte. Die daalde minimaal 10 graden, van ruim 30 tot onder 20 graden. (Twee waarnemingen vrijwel tijdens totaliteit, waarbij een temperatuur werd gemeten ongeveer gelijk aan de luchttemperatuur, zijn onbetrouwbaar doordat er vlak voor de totaliteit een ongelukje gebeurde met de opstelling.)

Prof. Vollmer heeft ook een meting gedaan van de totale luminantie, die voornamelijk bestaat uit het direct van de zon ontvangen licht. Die luminantie daalt veel drastischer dan de eerder genoemde factor 1000 voor de hemelhelderheid door verstrooid licht. Prof. Vollmer mat een daling van 112.000 lux tot ongeveer 5 lux tijdens de totaliteit!