[sfwp id=”265″ img=”itemtype.png”]
[sfwp id=”404″ img=”itemprop.png”]Noorderlicht (aurora borealis)[sfwp id=”2″ img=”closespan.png”]
Het noorderlicht (aurora borealis) – ook wel het lichtorgel aan de winterhemel genoemd – is een van de prachtigste natuurverschijnselen.
Het noorderlicht is een lichtgevend fenomeen in de bovenste atmosfeer dat voorkomt in poolgebieden.
Hoe Nordlys wordt gemaakt
Het noorderlicht wordt gemaakt van energetische deeltjes van de zon die de atmosfeer binnendringen en een wisselwerking aangaan met atomen en moleculen. Het zijn de atomen en moleculen in de atmosfeer boven 90 km die het licht uitzenden dat we na deze interactie zien.
Op welke hoogten is het noorderlicht
Het noorderlicht verschijnt meestal op hoogtes van 90 tot meer dan 350 km.
Welke kleuren heeft het noorderlicht?
De kleuren van het noorderlicht worden veroorzaakt door verschillende energieovergangen in de atomen en moleculen die het licht uitzenden. Wanneer een energetisch pooldeeltje (een elektron of proton) uit de zonnewind botst met een atoom of molecuul in de atmosfeer, ontvangt het atoom/molecuul energie en ontstaat het. Dit betekent dat een elektron in het atoom/molecuul wordt verplaatst van zijn stabiele energieniveau naar een hoger energieniveau. Na korte tijd valt het elektron terug naar zijn stabiele energieniveau en zendt tegelijkertijd de overtollige energie uit als licht. De kleur van het uitgestraalde licht hangt af van welk atoom/molecuul het licht uitzendt en hoe groot de verandering ten opzichte van het stabiele energieniveau is.
Hoe de vorm van de Nordlys ontstaat
De vormen, structuren en intensiteit van het noorderlicht zijn een functie van het aantal deeltjes dat de atmosfeer binnenkomt en de gebieden waar deze deeltjes de atmosfeer raken. Hoe meer deeltjes, hoe groter de intensiteit van het noorderlicht; en hoe groter de verandering in het gebied waar de deeltjes de atmosfeer raken, hoe groter de activiteit van het noorderlicht.
Spitsbergen en de studie van daglicht
De ligging van Spitsbergen is bijzonder gunstig voor optische studies van daglicht. Systematische studies van het noorderlicht overdag boven Spitsbergen zijn pas rond 1980 begonnen. Sindsdien, en vooral sinds 1990, is de infrastructuur voor noorderlichtstudies vanuit Spitsbergen aanzienlijk uitgebreid.
Polaire lift, Cusp
Door de interactie van de zonnewind met het magneetveld van de aarde ontstaat er een gat in het magneetveld aan de dagkant van de aarde, op ongeveer 12 ± 3° van de geomagnetische polen. Voor de zonnewind vormen deze poolkloven op het noordelijk en zuidelijk halfrond directe kanalen van de interplanetaire ruimte naar de polaire atmosfeer. De poolkloven zijn daarom unieke “kijkgaten” naar de ruimte en de zon. Dagnordlicht is het resultaat van neerslag van deeltjes in de canyons.
Noorderlicht ovaal boven Spitsbergen
Op het noordelijk halfrond ligt de dagzijde van het poollichtovaal boven Spitsbergen en Frans Josefs Land (figuur 8.11). De magnetische middag boven Spitsbergen is rond 0830 UT. Hier staat de zon meer dan 10° onder de horizon gedurende twee maanden rond de winterzonnewende. Stations op het land voor de waarneming van het poollicht overdag op het noordelijk halfrond moeten zich ofwel op Spitsbergen ofwel in Franz Josef Land bevinden. Daarom is Spitsbergen in een unieke positie om het noorderlicht in verband met de poolkloven te bestuderen.
Het ontstaan en de intensiteit van het noorderlicht is nauw verbonden met verstoringen in het magnetisch veld van de aarde en zonneactiviteit. Zelfs onder volledig ongestoorde omstandigheden zal er noorderlicht zijn, maar het noorderlicht kan zo zwak zijn dat we het vaak niet met het blote oog kunnen zien. Het poollicht is dan het dichtst bij de polen, respectievelijk ongeveer 20° ’s nachts en 10° overdag. Naarmate de zonneactiviteit toeneemt, neemt de intensiteit van het licht toe en wordt het ovaal breder. Het ovaal breidt zich uit naar de polen en vooral naar de evenaar als de zonneactiviteit toeneemt.
Bron: Dag Lorentzen
Video door Ole Christian Salomonsen
Alle scènes zijn opgenomen in of in de buurt van Tromsø in Noord-Noorwegen.
[vimeo height=”380″ width=”640″]http://vimeo.com/21419634[/vimeo]
Hoe ontstaat noorderlicht?
Animaties van het Viten-programma Noorderlichtdie laten zien hoe het noorderlicht ontstaat.
Hoe beïnvloedt het noorderlicht
De geladen deeltjes van de zon kunnen de aarde op verschillende manieren beïnvloeden, van radiostoring tot het uitvallen van communicatiesatellieten.
Zonnevlekken zijn gebieden met een sterk magnetisch veld – een gevolg van enorme stromen elektrische ladingen en de rotatie van de zon. De zonnevlekken zijn ongeveer 1.500 graden koeler dan de omringende gebieden en zien er daarom donker uit.
Magnetische velden kunnen zeer onstabiel worden en krachtige energieontladingen veroorzaken die doen denken aan superversies van aardse elektrische kortsluitingen. De explosies veroorzaken doorgaans drie soorten energieontladingen die gevolgen hebben voor onze geavanceerde technologie:
Hoogenergetische elektromagnetische straling, vooral röntgenstraling. Bereikt de aarde na 8,5 minuut en kan radiocommunicatie beïnvloeden
Krachtige straling van geladen deeltjes. Ze bereiken de aarde na een half uur tot twee uur.
Gaswolken die een aardmagnetische storm veroorzaken. Bereikt de aarde na 18 uur tot vier dagen.
Deze laatste aanval heeft de meest spectaculaire gevolgen. Het krachtige noorderlicht is veel zuidelijker te zien dan normaal het geval is. Het noorderlicht bestaat uit elektrisch geladen deeltjes en is daarom in werkelijkheid een krachtige elektrische stroom die meer dan 100 kilometer boven ons reist. In totaal kan de stroom enkele miljoenen ampères bedragen. Deze snel wisselende stroom veroorzaakt veranderingen in het magnetische veld, waardoor er stromen ontstaan in elektriciteitsleidingen, pijpleidingen en ruimtevaartuigen.
De wolken van elektrisch geladen gas kunnen satellieten beschadigen, radiocommunicatieproblemen veroorzaken, het GPS-systeem voor een bepaalde tijd uitschakelen en soms wijdverspreide stroomstoringen veroorzaken.
Reuzenvlekken op de zon eind oktober 2003. Deze zeer actieve vlekken veroorzaakten een reeks extreme explosies, waaronder verreweg de sterkste in de moderne tijd. Elke vlek was groot genoeg om 100 aardes te bevatten.
Eind oktober en begin november 2003 waren drie zeer actieve gebieden op de zon de bron van verschillende extreme explosies. Eén daarvan vernietigde drie satellieten in de ruimte, schakelde de stroom uit in Malmö in Zweden en delen van Kopenhagen, veroorzaakte noorderlicht in zuidelijke richting naar Noord-Afrika en Mexico, veroorzaakte problemen voor het luchtverkeer en radiocommunicatie en legde ook het GPS-systeem enige tijd plat.
Super Smellet
De zon draait in ongeveer vier weken om zichzelf heen en op 4 november stond de laatste van de hyperactieve gebieden op het punt om achter de zonnegrens te verdwijnen. Toen vond er een explosie plaats die veel krachtiger was dan alles wat ooit op de zon is waargenomen. Een wolk superheet gas werd met een snelheid van 8,3 miljoen kilometer per uur uit de zonnelimiet geblazen. Omdat de explosie plaatsvond aan de rand van de zon, werd de gaswolk niet in de richting van de aarde geblazen en merkten we hier op aarde weinig van de zonnestorm. Als de explosie een week eerder had plaatsgevonden, zou de situatie er heel anders hebben uitgezien.
De uitbarsting zou hebben plaatsgevonden in het midden van de zonneschijf, de uitbarsting zou recht op de aarde zijn gericht en we zouden effecten hebben kunnen ervaren die vergelijkbaar zijn met die in september 1859.
Verbrande telegrafisten
In 1859 verscheen er eind augustus een groep vlekken op de zon. Op 28 augustus waren mensen in een groot deel van het noordelijk halfrond getuige van een van de mooiste noorderlichten sinds generaties.
Maar dat was nog niets vergeleken met wat er een paar dagen later zou gebeuren. Toen de Britse amateur-astronoom Richard Carrington op 1 september de zonnevlek bestudeerde, nam hij toevallig twee flarden intens licht in de vlek waar. De uitbarsting duurde ongeveer vijf minuten en werd ook door anderen waargenomen.
Slechts 17,6 uur later, na een reis van 150 miljoen kilometer naar de aarde met een gemiddelde snelheid van 2.300 km/s (8,3 miljoen km/u), botste de gaswolk tegen het magnetische veld van de aarde en veroorzaakte extreem noorderlicht dat tot bijna ten zuiden van de evenaar te zien was. Op veel plaatsen was het zo helder dat mensen dachten dat het ochtend was. In Cuba kon je de kranten lezen in het rode licht van de hemel.
De elektrische stromen in het extreme noorderlicht verspreidden zich naar de grond en veroorzaakten extra stromen in de telegraafdraden. Zowel in Europa als in de Verenigde Staten vielen de telegraafdraden op de grond en braken er branden uit langs de draden. Op sommige plaatsen verbrandden de telegraafoperators en vatten de papieren op hun bureaus vlam.
Eén week marge
Als de uitbarsting van 4 november 2003 een week eerder had plaatsgevonden en recht op de aarde af was gegaan, bestaat het risico dat grote delen van de stroomvoorziening op het noordelijk halfrond zouden zijn uitgevallen en dat vrijwel de gehele satellietvloot buiten werking zou zijn gesteld.
Er wordt geschat dat de gevolgen in de VS van een zonnestorm zoals die in mei 1921 voor minstens 130 miljoen mensen stroomuitval zou hebben veroorzaakt en dat het maanden en zelfs jaren had kunnen duren om de schade te herstellen. De uitbraak in 1859 was echter ernstiger.
Op 13 maart 1989 verwoestte een zonnestorm Quebec, Canada en het noordoosten van de Verenigde Staten. De kosten van een gebeurtenis in 1859 worden geschat op 1-2 biljoen (1.000 – 2.000 miljard) dollar alleen al in de VS tijdens het eerste jaar. Maar er wordt geschat dat het 4-10 jaar zou duren om de schade te herstellen.
De schade zou echter alle landen ten noorden van 40-50 graden noorderbreedte hebben getroffen.
Na een ongewoon lange periode van rust op de zon, is de activiteit het afgelopen jaar weer wat toegenomen en zijn er een aantal vlekken, explosies en uitbarstingen geweest. Wetenschappers verwachten nu een vrij gematigd maximum in de zomer van 2013. Je zou denken dat het risico op gewelddadige knallen navenant klein zou zijn, maar dat is niet per se het geval.
De uitbarsting van 1859 vond plaats in combinatie met een zwak maximum dat vergelijkbaar is met het maximum dat in 2013 wordt verwacht. Wetenschappers houden de situatie nauwlettend in de gaten en hebben de afgelopen jaren toegang gekregen tot een aantal krachtige zonne-observatoria. Op basis van de weinige bekende supererupties op de zon is het niet mogelijk om te voorspellen hoeveel gevaar er verbonden is aan het komende maximum.
De straling van de uitbarsting in 1859 was zo intens dat het de atmosfeer vrij sterk beïnvloedde. In gletsjers hebben wetenschappers de hoeveelheid nitraat van jaar tot jaar ver terug in de tijd kunnen meten. De uitbarsting van 1859 veroorzaakte verreweg de hoogste nitraatconcentratie die in de afgelopen 400 jaar is gemeten, bijna twee keer zo hoog als de eerstvolgende.
Noorderlicht en zonnestorm
Wanneer het noorderlicht langs een blauwzwarte winterhemel in de poolgebieden schijnt, is dat een adembenemend gezicht. Hoewel we nu vrij veel over het noorderlicht weten, zijn er nog steeds aspecten van dit natuurverschijnsel die niet volledig zijn verklaard.
Vroeger moesten we het doen met het waarnemen van het noorderlicht van onderaf. Nu kunnen we het noorderlicht van bovenaf zien met behulp van satellieten die rond de aarde cirkelen, en dankzij de raketten van ARS is het mogelijk om zowel metingen als waarnemingen te doen middenin het noorderlicht – 100 kilometer ver in de ruimte.
Vroeger was er veel mysterie en waren er veel mythen over het noorderlicht. Net als nu zagen mensen dit fascinerende verschijnsel aan de hemel, maar ze wisten niet precies wat het was. Als gevolg daarvan ontstonden er veel verschillende verhalen over het noorderlicht. Vroeger zagen mensen het noorderlicht als een voorteken van straf of een herinnering aan hoe je je moet gedragen, of dat het oorlog en pest aankondigde. Sommigen geloofden zelfs dat oude ongetrouwde vrouwen het noorderlicht maakten nadat ze gestorven waren. Sommige verhalen zeggen dat het noorderlicht je kwam halen als je met een witte zakdoek zwaaide – dan plaagde je het noorderlicht en maakte je ze boos. Een andere versie van dit verhaal zegt dat als je met een witte zakdoek naar het noorderlicht zwaait, ze naar je terugzwaaien. De Samen geloofden dat het noorderlicht een bovennatuurlijke kracht had en symbolen van het noorderlicht zijn terug te vinden in hun runenboeken. De Samen noemden het noorderlicht guovssahas, het hoorbare licht. Lang voor onze tijd geloofden natuuronderzoekers dat krachtig noorderlicht hoorbaar was, net als het knisperen van papier, het wapperen van een vlag in de wind of het ruisen van een waterval.
Vandaag weten we waardoor het noorderlicht wordt gevormd. Het is de zon! Het belangrijkste van de zon is dat hij licht en warmte uitstraalt en daarom de basis is voor al het leven op aarde. Net als op aarde zijn er winden op de zon. De winden die er zijn worden zonnewinden genoemd. De zonnewinden zenden deeltjes uit die elektrisch geladen zijn. Deze worden elektronen en ionen genoemd. Sommige van deze deeltjes worden naar de aarde gestuurd en botsen met de gassen in de atmosfeer van de aarde. Deze botsingen veroorzaken het noorderlicht. Het licht kan veel verschillende kleuren hebben, waaronder geel, groen, rood en blauw. Verschillende gassen produceren verschillende kleuren.
Het lijkt misschien alsof het noorderlicht niet zo hoog in de atmosfeer zit als we ernaar kijken, maar in werkelijkheid bevindt het zich tussen de 90 en 150 kilometer boven het aardoppervlak. We noemen dit het “zichtbare noorderlicht”.
Je kunt het noorderlicht niet overal ter wereld zien. Maar zoals je waarschijnlijk wel weet, kun je het in Noord-Noorwegen duidelijk zien als het buiten donker en helder is. In het zuiden van Noorwegen is het noorderlicht zelden te zien.
Naast de Noordpool ligt een andere pool, de magnetische Noordpool! Deze pool trekt de elektrische deeltjes van de zon aan, waardoor het noorderlicht ontstaat, dat een ovale ring rond de magnetische pool vormt. Deze ring wordt het poollichtovaal genoemd. De gebieden onder deze ring kunnen het noorderlicht zien als het donker en helder weer is. Op het zuidelijk halfrond gebeurt precies hetzelfde, maar daar wordt het licht het zuiderlicht genoemd.
De eerste keer dat we zeker weten dat iemand het noorderlicht in dit land zag, was in de 13e eeuw. In het boek “De spiegel van de koning”, dat in die tijd werd geschreven, wordt het noorderlicht genoemd. Ongeveer 400 jaar later, in 1621, bedacht een Fransman een mooie naam voor het noorderlicht: Aurora Borealis. Het betekent “de noordelijke dageraad”. Deze naam is eigenlijk onjuist, maar zo ver zuidelijk in Europa als Frankrijk kan het rode noorderlicht op de dageraad lijken. Het zuidelijke licht heet Aurora Australis en betekent “de zuidelijke dageraad”.
Veel mensen hebben in de loop der jaren onderzoek gedaan naar het noorderlicht en een van hen is Kristian Birkeland. Hij is een Noor die veel te zeggen heeft gehad over wat we tegenwoordig over het noorderlicht weten. Hij was het die als eerste besefte dat het de zon was die het noorderlicht vormde. Hij deed dit door een experiment uit te voeren, bekend als het Terella-experiment, waarbij hij daadwerkelijk kunstmatig noorderlicht creëerde in een laboratorium.
Veel kunstenaars hebben zich laten inspireren door het noorderlicht en hun prachtige kleuren en bewegingen. Schrijvers, kunstenaars, fotografen en muzikanten. Schrijvers als Knut Hamsun, Fridtjof Nansen en Henrik Wergeland, schilder Gerhard Munthe en anderen.
Het noorderlicht wordt, zoals de naam al zegt, vooral geassocieerd met de poolgebieden. Het komt het vaakst voor in een gordel rond de magnetische pool op een afstand van ongeveer 2500 kilometer daarvan. Deze poollichtzone strekt zich uit over Noord-Scandinavië, over IJsland en de zuidpunt van Groenland, door Noord-Canada, over Alaska en langs de noordkust van Siberië. De kusten van Troms en Finnmark zijn de plaatsen waar de frequentie het hoogst is. Het spreekt voor zich dat Noord-Noorwegen vanwege de goede bereikbaarheid en het milde winterklimaat aantrekkelijk is voor mensen die dit hemelverschijnsel willen zien. Noorderlicht komt zowel ten noorden als ten zuiden van de poollichtzone voor, maar minder vaak naarmate je er verder vandaan komt. Rond de magnetische zuidpool hebben we een soortgelijke zone. Maar dit “zuidelijke licht” is meestal alleen te zien vanuit Antarctica en de omringende zeeën. Van de bewoonde gebieden op het zuidelijk halfrond kun je er alleen vanuit Tasmanië en het zuiden van Nieuw-Zeeland af en toe een glimp van opvangen. Het noorderlicht en het zuiderlicht komen overigens tegelijkertijd voor en zijn bijna spiegelbeelden van elkaar.
In de provincies Troms en Finnmark zullen we het noorderlicht kunnen zien, zo niet elke heldere nacht, dan tenminste om de nacht. Als we naar het zuiden van Noorwegen gaan, komt het een paar keer per maand voor, en in Centraal-Europa is het een paar keer per jaar te zien. Zelfs in het Middellandse Zeegebied kan het noorderlicht worden waargenomen, maar niet meer dan een paar keer per honderd jaar. In Spitsbergen komt het noorderlicht ook vaak voor, maar niet zo vaak als in Noord-Noorwegen.
We associëren het noorderlicht met de winter, maar het is er eigenlijk het hele jaar door. We kunnen het alleen niet zien op heldere nachten, de hemel moet redelijk donker zijn. In de praktijk zijn we in Noord-Noorwegen beperkt tot de periode van begin september tot half april. Sterk noorderlicht is echter ook te zien bij een vrij heldere hemel. In Tromsø is het bijvoorbeeld niet ongewoon om het noorderlicht te zien tegen een avondhemel in augustus. Het noorderlicht dat we in Noord-Noorwegen zien, wordt vaak nachtelijk noorderlicht genoemd omdat het zich aan de nachtkant van de aarde bevindt. Het begint meestal laat in de middag of ’s avonds en duurt vaak tot diep in de nacht. Dit is de meest voorkomende vorm van noorderlicht, maar in Spitsbergen kunnen we in het donker ook het zeldzamere noorderlicht overdag zien, dat zich aan de dagkant van de aarde bevindt. Het noorderlicht bevindt zich hoog boven het wolkendek, dus we hebben helder weer nodig om het te kunnen zien. Bewolking is het grootste obstakel voor het waarnemen van het noorderlicht vanuit Noord-Noorwegen. In dit opzicht zijn gebieden in het binnenland beter dan aan de kust. De dagen rond volle maan zijn niet geschikt voor waarnemingen van het noorderlicht. Dan wordt de hemel zo helder dat de ervaring aanzienlijk vervaagt. Tot slot moet je steden en dorpen met veel licht vermijden om optimaal te kunnen profiteren van een avond met het noorderlicht.
Het meeste noorderlicht komt voor tussen 90 en 130 kilometer boven de grond, maar sommige, met name het straalvormige noorderlicht, reiken tot een hoogte van een paar honderd kilometer. Ter vergelijking: de normale vlieghoogte voor een straalvliegtuig is ongeveer 10 kilometer en de ozonlaag bevindt zich 20 tot 30 kilometer boven de grond. We moeten bijna tot waar de satellieten gaan om het noorderlicht te zien. Een gevolg van de grote hoogte is dat het noorderlicht zichtbaar is over afstanden van honderden kilometers. Zo is een noorderlicht boven Bjørnøya te zien vanuit zowel Tromsø als Spitsbergen, en is een noorderlicht boven Tromsø te zien aan de noordelijke hemel vanuit Trønderlag.
Noorderlicht ontstaat wanneer grote hoeveelheden elektrische deeltjes (elektronen) met hoge snelheid langs het magnetische veld naar de aarde reizen en in botsing komen met de bovenste lagen van de atmosfeer. Het gas gaat dan gloeien. Het lijkt een beetje op wat er in een TL-buis gebeurt. De kleuren weerspiegelen welke gassen zich daarboven bevinden. De geelgroene kleur die kenmerkend is voor het noorderlicht komt van zuurstof. De rode kleur komt ook grotendeels van zuurstof, maar stikstof draagt ook bij. De violette kleur die we vaak onderaan het noorderlicht zien, komt van stikstof, net als het meeste blauw. De bron van de elektrische deeltjes is de zon, en de omstandigheden op de zon bepalen of we het noorderlicht krijgen. De deeltjes komen van de zon, sommige worden gevangen door het magnetische veld van de aarde en vinden hun weg naar de poolgebieden langs het magnetische veld. Maar eerst zijn ze naar de nachtkant van de aarde gereisd en hebben daar extra energie opgedaan in het magnetische veld. Wat daar precies gebeurt, is nog niet helemaal duidelijk.
[sfwp id=”480″ img=”itemprop.png”]
[sfwp id=”1″ img=”closediv.png”]
