..:: De lichtende nachtwolken [3] ::..

Lichtende nachtwolken [3]

← overzicht
Inhoud
Start

De lichtende nachtwolken [3].

Uit: De Natuur,
Populair Geïllustreerd Maandschrift,
gewijd aan de natuurkundige wetenschappen en hare toepassingen.
15 December 1888 - 94e jaargang

   Het is van belang hier even een vluchtigen blik te werpen op de vroegere tijdperken in de ontwikkelingsgeschiedenis der aarde. Hoogst waarschiijnlijk is de vulkanische werkzaamheid onzer planeet eenmaal veel krachtiger geweest dan thans. Men mag daarom vooronderstellen, dat toenmaals een veel grooter massa vreemde bestanddeelen in den dampkring werden opgenomen dan tegenwoordig. Men zou hieruit kunnen afleiden, dat het verschijnsel der lichtende wolken in vroegere tijden, en voornamelijk gedurende de perioden der grootste vulkanische werkzaamheid steeds aanwezig was en wel zoodanig, dat de geheele atmosfeer op een afstand van ongeveer 75 kilometer van de oppervlakte der aarde, met eene laag fijne stofdeeltjes opgevuld is geweest. Verder is het mogelijk, dat aangezien de vulkanische werkzaamheid zich niet tot het uitwerpen van slechts een enkele gassoort bepaalt, meerdere gassen hun aandeel tot de vorming van de lichtende wolken hebben bijgedragen. Daar nu de gassen in 't algemeen zich bij zeer verschillende temperaturen verdichten, die meer bepaaldelijk anderen hoogten eigen zijn, is het niet onwaarschijnlijk, dat, behalve op afstanden van 75 kilometer ook op nog grootere afstanden van de oppervlakte der aarde, van wellicht 100 tot 150 kilometer, opeenhoopingen van gecondenseerde gassen zijn voorgekomen. Behalve de uitgeworpen gassen, welke na de verdichting het verschijnsel van glinsterende witte wolken hebben te voorschijn geroepen, zijn er ook zeker groote massa's stofdeeltjes in den dampkring geslingerd, die naar gelang van hun aard en samenstelling andere kleurspelingen veroorzaakten, doch welke verschijnselen, wat glans betreft, wezenlijk bij de lichtende wolken ten achter staan. Beschouwt men van dit standpunt de planeet Jupiter, die naar hare buitengewone grootte te oordeelen, zich zeer waarschijnlijk nog in een vroeger ontwikkelingsstadium dan de aatde bevindt, dan bemerkt men, dat zij op een in 't oog vallende wijze de zooeven geuitte vermoedens schijnt te bevestigen. De dichtheid van Jupiter is, gelijk men weet, geringer dan die van water. De verschijnselen evenwel, die wij op deze planeet waarnemen, toonen duidelijk aan, dat wij niet de vaste of vloeibare oppervlakte zien, maar slechts eene in haar dampkring zwevende wolkenlaag; ja latere onderzoekingen maken het zelfs eenigermate waarschijnlijk, dat niet slechts eene, maar minstens twee, zoo niet meer wolkenlagen op verschillende hoogten in dien dampkring aanwezig zijn. Wanneer nu een dezer lagen door dezelfde gassen wordt te voorschijn geroepen als de lichtende wolken der aarde, dan is hoogstwaarschijnlijk tengevolge van den veel hoogeren dampkring van Jupiter en de eigen warmte der planeet, haar afstand van de Jupiter-oppervlakte aanmerkelijk grooter, dan de afstand der lichtende wolken van de oppervlakte der aarde en het specifiek gewicht van het eigenlijke lichaam van Jupiter zou hierdoor niet onaanzienlijk verhoogd worden. Nevens de witte wolken vertoonen zich evenwel in den dampkring van Jupiter ook roode wolken, die, wanneer men de schijnbare beweging tot grondslag neemt, zich op een andere hoogte moeten bevinden, dan de witte wolken. In verband met hetgeen wij op aarde waarnemen, houd ik het verder niet voor onwaarschijnlijk, dat zekere wolken van Jupiter een gelijksoortige periodieke beweging vertoonen als de lichtende wolken der aarde. Wel is waar helt de aequator van Jupiter ten opzichte van haar baanvlak slechts ongeveer 3 graden en moeten dientengevolge die bewegingen, welke van den stand des aequators tegenover het baanvlak afhangen in den zin, waarin de onderstelde plaatsverandering der lichtende wolken van de beweging der aarde om de zon afhangt, betrekkelijk langzaam plaats hebben. Aan den anderen kant is echter de duur van den omloopstijd der planeet twaalfmaal zoo groot als die van de aarde om de zon. Dientengevolge is het zeer wel mogelijk, dat, in weerwil van de geringe helling van den Jupiter-aequator ten opzichte van het baanvlak, een periodieke beweging van zekere wolken kan plaats vinden. Nu is het zeer opmerkenswaardig, dat, zoowel volgens de onderzoekingen van dr. Lohse als naar die van Ranyard, de veranderingen op de Jupiterschijf zoodanig schijnen te zijn, dat deze zich in een periode der zonnevlekken herhalen. Daar nu de omloopstijd van Jupiter om de zon een periode heeft, welke van die der zonnevlekken niet veel verschilt en aan den anderen kant de systematische waarnemingen van deze planeet met betrekking tot de veranderingen aan hare oppervlakte nog niet lang genoeg zijn voortgezet om den duur dier periode met voldoende zekerheid te bepalen, moet men het intusschen minstens voor mogelijk houden, dat dit verband tusschen den invloed van de bewegingsrichting van Jupiter en het voortbeweging van zekere wolken in haar dampkring van het noorden naar het zuiden en terug, bestaat. Boven is er reeds op gewezen, dat er eenige waarschijnlijkheid bestaat, dat de materie der lichtende wolken door de strooming, welke tengevolge van de beweging der aarde in de tegenstand biedende middenstof ontstaat, aangegrepen en langzamerhand buiten het bereik van de aantrekkingskracht der aarde gevoerd wordt. Wanneer dit werkelijk de oorzaak is van de voortdurende afname der lichtende wolken, dan heeft ook Jupiter zeer waarschijnlijk soortgelijke omstandigheden aan te wijzen, welke zich hierin moeten openbaren, dat deze planeet aan de achterzijde van haar bewegingsrichting om de zon een meer of minder zwakken staart achterlaat. Of trouwens deze staart met onze hulpmiddelen zichtbaar is, moet nog door zorgvuldige waarnemingen beslist worden. Het vermoeden, dat ook andere planeten, inzonderheid Venus, wegens haar waarschijnlijk jongeren leeftijd in soortgelijke omstandigheden verkeeren, is na het vorenstaande wel gerechtvaardigd. Daar de vulkanische werkzaamheid op aarde bijna nooit geheel tot rust komt en er tot heden nog voortdurend nu en dan hevige uitbarstingen plaats hebben, ligt het voor de hand, dat er af en toe zulke gassen, die het materiaal der lichtende wolken vormen, in den dampkring opstijgen. De vooronderstelling is dus zeker niet gewaagd, dat de bestanddeelen der lichtende wolken steeds in onze atmosfeer aanwezig zijn; meestal zullen zij daarin evenwel in zulke geringe hoeveelheid voorkomen, dat ze òf in 't geheel niet zichtbaar zijn, òf slechts door stelselmatige onderzoekingen zullen kunnen ontdekt worden.
   De gedurende de laatste dampkring hebben bewezen, dat de tijd der schemering bijzonder geschikt is om ons de aanwezigheid van vreemde bestanddeelen in de atmosfeer te openbaren. In het algemeen is de lucht te meer met vreemde lichaampjes, die haar ondoorschijnend maken, opgevuld, hoe dichter zij is, m.a.w. in de nabijheid der aarrdoppervlakte. Wat de ondoorzichtigheid van de onderste lagen der atmosfeer betreft, komt het echter minder in aanmerking, dat de daar aanwezige vreemde stofdeeltjes het licht, dat van de achter hen in de hoogere lagen van den dampkring zich bevindende lichaampjes uitgaat, stuiten, dan wel de omstandigheid, dat zij het ontvangen zonlicht terugkaatsen en daardoor dat licht in sterkte overtreffen, hetwelk van de boven hen liggende deeltjes uitgaat. Deze laatsten blijven daarom zoo lang voor ons oog verborgen als de onderste lichaampjes het zonlicht in voldoende mate terugkaatsen. Deze verhoudingen worden nu na zonsondergang zoodanig gewijzigd, dat de onderste, met stofdeeltjes opgevulde luchtlagen geen direct zonlicht meer ontvangen, doch wel de bovenste lagen. Daar alsdan de onderste dichtere lagen door het terugkaatsen van het zonlicht niet langer storend werken, worden nu de deeltjes, welke in de bovenste lagen zweven, zichtbaar.
   In de laatste tien jaren heeft de meteorologische wetenschap tamelijk snelle vorderingen gemaakt. Een net van waarnemingsstations is over de geheele aarde uitgebreid en de omstandigheid, dat de weersverschijnselen niet alleen op het vasteland, maar ook zeer veel aan boord van schepen, die in alle richtingen de oceanen doorkruisen, worden opgeteekend, is uitermate geschikt om onze meteporologische kennis te vermeerderen. Het schijnt echter, dat de taak der waarnemers over 't algemeen wel wat eng begrensd is; onze kennis aangaande de uitgestrektheid van het gebied, binnen hetwelk de lichtende wolken zich vertoonen, zou ten minste grooter zijn, dan zij nu feitelijk is, wanneer de meteorologische waarnemers hun aandacht ook vooral aan den schemeringstijd hadden geschonken. Van groot belang zal het nu zijn, bij het eerstvolgend optreden van het verschijnsel de hoogte der lichtende wolken onder zooveel mogelijk verschillende atmosferische toestanden te bepalen. Wij weten, dat de groote atmosferische kolken, die niet zelden een doorsnede van verscheidene honderden mijlen hebben, door het opstijgen en nederdalen van luchtmassa's ontstaan. Terwijl in het gebied van een barometrisch minimum (depressie- of cycloonstelsel) een opstijgende luchtstroom de overhand heeft, is in het gebied van een barometrisch maximum (anti-cycloonstelsel) een nederdalende luchtstroom aanwezig. Nu weten wij wel is waar nog zeer weinig omtrent de hoogte tot welke deze stroomen zich uitstrekken, doch moeten in elk geval de mogelijkheid toegeven, dat bij de dikwijls kolossale horizontale uitgebreidheid dier gebieden de vertikale stroomingen wel die hoogte zullen kunnen bereiken, op welke de lichtende wolken zich bevinden. Hieruit volgt nu, dat de hoogte van het verschijnsel niet altijd dezelfde kan zijn, maar dat deze naar gelang van de richting der loodrechte strooming, die daar ter plaatse de overhand heeft, op grooteren of geringeren afstand van de oppervlakte der aarde zal liggen. Men ziet hieruit, dat het inzonderheid voor de studie der bewegingen van de bovenste lagen van onzen dampkring van het grootste gewicht is, wanneer de hoogtebepalingen der lichtende wolken zoo dikwijls mogelijk en onder zooveel mogelijk verschillende omstandigheden geschieden. Het beste hulpmmidel is hiervoor de fotografie. Daarmede verkrijgt men, wanneer de opnamen gelijktijdig op twee of meer verschillende plaatsen worden gedaan, de noodige gegevens voor een hoogtebepaling en wanneer zij kort op elkander volgen ook den grondslag voor de bepaling van de beweging der lichtende wolken, zoowel wat de snelheid als de richting dier beweging betreft. Door spektroskopische waarnemingen zoude men verder wellicht hoogst belangrijke resultaten omtrent den aard der materie verkrijgen alsmede de temperatuursverhoudingen op die hoogten leeren kennen. Het is te wenschen, dat de belangstelling, waar het de waarneming der lichtende wolken betreft, grooter moge worden, dan tot heden het geval is, daar er mogelijkerwijze verscheidene tientallen van jaren kunnen verloopen vóór het verschijnsel zich in die mate herhaalt, dat daaruit voor deze bepaling nut kan worden getrokken.

H. Overhoff.

AANTEEKENIGEN

1. (Blz. 307 [deel 1]). Ten einde het medegedeelde aangaande de uitdooving der zonnestralen eenigszins nader toe te lichten, diene het volgende: Zij (fig. 1) B de waarnemingsplaats, BK de naar het zenith gerichte lijn, WW een laag der lichtende nachtwolken, S₁ en S₂ een zonnestraal, die dicht langs de oppervlakte der aarde strijkt, S₃ en S₄ een straal, die de onderzijde der lichtende wolken juist aanraakt en welke met den eersten, wegens den grooten afstand van de zon, parallel loopt. Men ziet dadelijk, dat de straal S₃S₄ een veel langeren weg (van S₃ tot S₄) in de laag WW aflegt, dan de straal S₁S₂. Daar dus de straal S₃S₄ veel meer verzwakt wordt dan S₁S₂, wordt het verklaarbaar waarom wij in de ruimte S₃S₄ de lichtende wolken niet waarnemen en vooral dan niet, wanneer de laag WW buitengewoon dicht met zulke deeltjes, die het licht niet doorlaten, is opgevuld. Daar nu de horizon bij H binnen den weg S₃S₄ door de wolkenlaag gaat, moet het onmiddellijk boven den horizon gelegen deels des hemels donker schijnen. De straal S₁S₂ verliest daarentegen bij S₁ veel minder licht, dan S₃S₄; vandaar dat hij bij S₂ nog voldoende kracht bezit om die plek dermate te belichten, dat wij haar waarnemen. Rechts van S₂ daarentegen heeft het licht geen uitwerking meer, daar deze door de schaduw der aarde, welke door de lijn TS₂ begrensd is, wordt opgeheven. Hierbij moet opgemerkt worden, dat de lijn S₁S₂ op een kleinen afstand van de oppervlakte der aarde verwijderd blijft en daarom door deze geen eigenlijke begrenzing van de aardschaduw plaats heeft. Hieronder zal echter nader uiteengezet worden, dat de lagen van den dampkring, welke zich dicht bij de oppervlakte der aarde bevinden, het zonlicht zoozeer verzwakken, dat men zich de lijn TS₂, die de grens tusschen licht en schaduw moet voorstellen, feitelijk omstreeks 5 kilometer van de oppervlakte der aarde verwijderd moet denken.

2. (Bladz. 307 [deel 1]). Op de volgende wijze is de hoogte der lichtende wolken door middek van de fotografische opnamen bepaald. Zooals men weet, berust de bepaling van de ligging van punten, aan den hemel o.a. hierop, dat men hun hoekafstand van den astronomischen meridiaan der plaats van waarneming (het azimuth), en hun afstand van den horizon (de hoogte) op twee verschillende plaatsen B₁ en B₂, meet. In figuur 2 is L het te bepalen punt; B₁ en B₂ zijn de beide waarnemingsplaatsen op de oppervlakte der aarde, C is het middelpunt der aarde en B₃ het punt, weaar de verbindingslijn CL de oppervlakte der aarde aanraakt. Door de aangeduide metingen verkrijgt men in den driehoek B₁B₂L den hoek bij B₁ en B₂, terwijl de afstand tusschen de punten B₁ en B₂ uit bekende geografische lengten en breedten berekend wordt. Daar nu in dezen driehoek één zijde en de beide aangrenzende hoeken bekend zijn, zoo kan men de beide andere zijden vinden. Men verkrijgt hierdoor den afstand van het punt L voor elke waarnemingsplaats.

Hieruit vindt men de hoogte van het punt L of de lijn B₃L op de volgende wijze: In den driehoek B₁CL is de hoek bij B₁ door meting gevonden; verder zijn bekend de zijden B₁C en B₁L. Hieruit kan men de zijde LC vinden. Men verkrijgt daarna de lengte van de lijn LB₃, wanneer men de lengte LC met den straal der aarde vermindert. Voor de tweede waarnemingsplaats kan men geheel op dezelfde wijze te werk gaan, met dit onderscheid evenwel, dat men nu den driehoek B₂CL tot basis neemt. Nu moet nog worden aangetoond, hoe men de richting van de lijn B₁L bepaalt. Elke fotografietoestel moet, zoo men hem tot het doen van metingen wil aanwenden, ten opzichte van zekere standvastige grootheden, onderzocht worden. Het moet namelijk bekend zijn, hoever de gevoelige plaats van het middelpunt M der lens, (fig. 3) verwijderd ligt.

In deze figuur zijn L₁ en L₂ de beide lenzen van een fotografie-toestel. Dezen loopende lijn c door het midden der beide lenzen loopende lijn cC wordt de as van het lenzenstelsel genoemd; cb is de plaat van den toestel en P een verwijderd punt. Het door de lens te voorschijn geroepen beeld van punt P ligt in p, d.i. daar, waar de over M verlengde rechte lijn MP de plaat treft. Nu komt het er op aan, de ligging van het punt M of de lengte van cM, welke als de hoofdbrandpuntsafstand van den toestel wordt aangemerkt, te vinden. Deze lijn wordt daardoor bepaald, dat men de lijn cp op de plaat meet en verder den hoek CMP, met behulp van een hoekmeter, die juist op de plaats gesteld wordt, te voren door den fotografie-toestel ingenomen. Wel is waar is het punt C in het voorwerp, dat afgebeeld wordt, niet voorhanden, doch het is gemakkelijk dit van de plaat uit, waar het b.v. door een kruis van draden is gevormd op het voorwerp zelf over te brengen. Kent men nu het bedrag van Mc en heeft de toestel overigens geen gebreken, dan laat zich voor elke twee punten, die op de plaat zijn afgebeeld, berekenen, onder welken hoek zij, van uit de waarnemingsplaats gezien, van elkander verwijderd zijn. Eveneens kan men voor elk afgebeeld punt vinden, hoever dit, in hoekgrootte uitgedrukt, van het middelpunt van het beeld (c) verwijderd is. Zijn nu minstens twee punten van het afgebeelde voorwerp, wat betreft hun azimuth en hun hoogte bekend, dan kan daaruit, voor elk ander punt van het beeld, zoowel het azimuth als de hoogte berekend worden. De richting in welke een punt gezien wordt, is hierdoor bepaald. De beide afbeeldingen der lichtende wolken van den 6^den Juli 1887 bevatten nu verschillende punten, welke als basis voor de orienteering kunnen dienen. Op de afbeelding 1 bladz. 304 [deel 1] komen twee sterrebanen voor; de sterren verschijnen hier niet als punten maar als strepen, daar de tijd der belichting eenige minuten duurde, gedurende welke de sterren haar schijnbare richting iets veranderd hadden, tengevolge van de dagelijksche beweging om de aardas, welker azimuth en hoogte uit den tijd der opname gemakkelijk bepaald kunnen worden. Op de afbeelding 2 bladz. 304 [deel 1] ziet men de spits van een kerktoren, voor welke het azimuth door directe meting op de plaats zelve is bepaald; eveneens is de grenslijn tusschen hemel en aarde hier afgebeeld. Hiermede zijn voldoende gegevens voor de plaatsbepaling voorhanden.
3. (bladzijde 307) [deel 1]. Men ziet reeds uit nevenstaande figuur 1, dat het punt H, hetwelk in de laag der lichtende wolken ligtm veel verder van B verwijderd is, dan het punt K. Deze figuur komt echter niet geheel en al overeen met de werkelijkheid. De straal der aarde is hier namelijk te klein voorgesteld tegenover de overige grootheden, vooral met betrekking tot den afstand der laag WW van de oppervlakte der aarde. Zorgvuldige berekeningen hebben aangetoond, dat het punt H omstreeks 13 maal de lengte KB van B verwijderd is.

↑