Ondergaande zon en atmosferische refractie
Maandag 24 Oktober 2011 om 08:38's Avonds gingen we met z'n allen naar de zee om te kijken naar de zonsondergang.
Het was nog steeds prachtig weer, kraakhelder en de zee was vlak.
Ik heb al heel wat keren met de camera bij een zonsondergang gestaan, maar wat ik nu zag, had ik nog niet eerder bewust gezien. Een paar jaar geleden werd ik geattendeerd door een kennis op het fenomeen waarbij de zon even lijkt op een Omegateken. Op deze bewuste avond zagen we dit verschijnsel. We hadden dus de maken met een atmosferische refractie die deze keer duidelijk was te zien.
De kennis, die aan astronomie doet, schreef later in zijn mail: "Refractie treedt elke morgen en avond op. Het bijzondere is dat jij er op het juiste moment was, bij de juiste temperatuur, luchtvochtigheid en luchtdruk". Hij heeft een boek geschreven waarin hij dit verschijnsel beschrijft. Ik mag deze tekst gebruiken op mijn weblog. Tussen de onderstaande foto's zal ik steeds een stukje van zijn tekst gebruiken.
Lichtstralen die via de atmosfeer tot het aardoppervlak doordringen, veranderen van richting en worden gedeeltelijk ontbonden, verstrooid en geabsorbeerd in de atmosfeer.
De atmosfeer is opgebouwd uit dunne lagen, die naar de Aarde toe steeds dichter worden en elk hun karakteristieke eigenschappen hebben. Vanaf de Aarde gezien zijn dit: de troposfeer waarin het weer wordt bepaald, de stratosfeer die het grootste deel van de ultraviolette straling absorbeert (ozonlaag), de mesosfeer die geluidsgolven kan terugkaatsen, de ionosfeer die radiogolven van bepaalde frequentie kan terugkaatsen en de magnetosfeer.
Hierboven vindt een geleidelijke overgang naar de interplanetaire ruimte plaats. Het licht van een hemellichaam dat vanuit de interplanetaire ruimte de atmosfeer van de Aarde binnendringt wordt door deze lagen iets afgebogen en bereikt daardoor het aardoppervlak uit een schijnbaar andere richting dan de oorspronkelijke. Deze schijnbare verandering van richting wordt in de astronomie atmosferische refractie genoemd.
Het effect van de atmosferische refractie is het sterkst op de horizon en neemt af naar nul als een hemellichaam in het zenit staat. Het gevolg is dat de positie van een hemellichaam hoger boven de horizon waargenomen wordt dan het in werkelijkheid is.
Het licht van een hemellichaam, als voorbeeld de Zon, plant zich min of meer rechtlijnig voort in de interplanetaire ruimte. Bij het binnendringen van het begin van de atmosfeer waar de luchtdruk nog zeer laag is zal er nog geen meetbare verbuiging plaats vinden maar naar mate de lichtstraal verder de atmosfeer binnendringt en daardoor ook steeds een hogere luchtdruk tegenkomt zal de verbuiging steeds verder toenemen.
De weg die het licht zou volgen als er geen atmosfeer was is in onderstaand schema aangegeven met de lijn vanaf de werkelijke positie van de Zon naar het punt R. Het is een rechte lijn tussen de werkelijke positie van de Zon en punt R. Een waarnemer op da Aarde zal het licht nog niet kunnen zien. Maar als gevolg van de aanwezigheid van de atmosfeer echter volgt het licht de lijn tussen de werkelijke positie van de Zon naar de waarnemer W op de Aarde waardoor de Zon voor de waarnemer wel zichtbaar is terwijl de Zon in werkelijkheid nog onder de horizon staat, aangegeven met de rechte lijn tussen de schijnbare positie van de Zon en de waarnemer W op de Aarde.
Tot slot nog een filmpje waarbij men voorbeelden van refractie van het licht laat zien.
Voor een betere scherpte van de zon had ik mijn statief mee moeten nemen, maar ja dat is achteraf.
Dank aan de schrijver voor het gebruik van zijn tekst en schema. 