Leuchtende Nachtwolken
Im Moment ist einer der weltweit führenden Experten für Leuchtende
Nachtwolken (noctilucent clouds auf Englisch, NLC) bei uns im Institut
zu Besuch, Prof. Ove Havnes. Professor Havnes hat dann auch gleich
einen Vortrag zu diesem Phänomen gehalten, darüber, welche Fakten dazu
man bisher erklären kann, und - besonders spannend - welche nicht.
Leuchtende Nachtwolken treten in den nördlichen Breiten vor allem in
den Sommermonaten auf. Man sieht diese Wolken noch nach Sonnenuntergang
hell am Nachthimmel leuchten.
Dass sie noch nach Sonnenuntergang sichtbar sind, liegt natürlich daran, dass die Eisteilchen, aus denen die Wolken bestehen, noch
von der Sonne angeleuchtet werden. Sie befinden sich in der Mesosphäre
in 80 - 90 km Höhe (einer Höhe, von der man vor Entdeckung dieser
Wolken dachte, dass sich dort keine Atmosphäre mehr befände). In dieser
Höhe gibt es bereits freie Ionen und Elektronen, und die Eisteilchen
laden sich durch Einsammeln von Elektronen auf.
Interessanterweise ist dieser Teil der Atmosphäre im Winter deutlich
wärmer als im Sommer - zu warm, um das Wachsen von Eisteilchen auf
sichtbare Größen (10 - 100 nm) wie im Sommer zu ermöglichen.
Ein ebenfalls im Sommer in derselben Atmosphärenschicht auftretender
Effekt sind "polare mesosphärische Sommer-Echos" (PMSEs), bei denen
Radarwellen reflektiert werden. Diese Echos entstehen durch
Fluktuationen in der Plasmadichte in diesen Schichten der Atmosphäre -
vermutlich eben durch die Eisteilchen der Leuchtenden Nachtwolken.
Solche Radarechos gibt es, im Gegensatz zu den nachtleuchtenden Wolken,
allerdings auch im Winter, dann werden sie entsprechend PMWEs genannt.
Im Winter entstehen diese Echos allerdings spannenderweise nicht in
derselben Schicht wie im Sommer, sondern deutlich niedriger (55 - 85 km
Höhe).
Die Idee Ove Havnes' und seiner Gruppe ist es jetzt, dass die
Winterechos an Meteoritenstaubteilchen entstehen. Die Mesosphäre (und
die Schicht darüber) ist nämlich genau das Gebiet, in dem die
Meteoriten auseinander brechen und verglühen. Dort sind also
"Rauch"-Teilchen zu finden, die die Überreste der Meteoriten sind. Im
Sommer, wenn es kalt genug ist, werden diese Teilchen in die wachsenden
Eisteilchen eingebaut und sinken wegen Aufwinden nicht tiefer, im
Winter sind sie auch weiter unten zu finden.
Bei PMWEs wurde außerdem ein deutlicher Unterschied zwischen Tag und
Nacht festgestellt: Tagsüber gibt es deutlich mehr winterliche
Radarechos als nachts. Eine erklärende Idee ist es, dass tagsüber
Elektronen, die auf die Rauchteilchen treffen und diese laden, durch
Photonen von der Sonne wieder herausgelöst werden. Dadurch bleiben im
Sonnenschein noch genügend freie Elektronen vorhanden, die den Radar
reflektieren können. Nachts hingegen werden die meisten Elektronen auf
dem Meteoritenstaub gebunden, und so reflektiert nichts.
Um weitere Informationen zu sammeln, sind neue Raketenexperimente in
Planung, mit denen die Staubteilchen aus der Mesosphäre eingesammelt
und untersucht werden sollen.
Mehr Informationen: Uni Colorado -Smoky Plasmas ; Artikel über die Ladungen der Eisteilchen
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