Éjszakai világító felhõk Magyarország felett

A jelenség (angol nevének - noctilucent cloud - rövidítése NLC) nem teljesen új az éjjeli égbolt szerelmesei számára. Elsõsorban az 50-65 szélességek közti régió jellemzõ látványossága, ám az elmúlt évtizedekben egyre gyakrabban számoltak be jóval alacsonyabb szélességeken is a megjelenésérõl. Hazánkban sem mondható túlzottan ritka vendégnek már, habár igazán erõs fényû NLC csak 1-2 alkalommal fordul elõ egy szezon alatt. Az NLC észlelésének idõszaka a nyár, hazánkban júniustól augusztusig láthatunk alkonyat után 30-60 perccel (illetve hajnal elõtt ugyanúgy) megjelenõ kékesfehér, ezüstös fehér, néha sárgásfehér árnyalatú, az égbolt háttérfényénél minden esetben világosabb felhõket. A felhõ a mezoszféra felsõ határán alakul ki, kb. 85-90 km magasságban. Akkor válik láthatóvá, ha a Nap a láthatár alatt van 6-16 fokkal, s eközben a mezoszférát még /már éri a fénye, ám ekkor az égi háttér már szürkületi árnyalatokat öltött s kezd sötétedni, néhány fényesebb csillag is megjelenik már. Elõször 1885. június 8-án észlelték (T.W.Backhause, a német Kissingenbõl), mégpedig a Krakatau nevû indonéz vulkán 1883-as hatalmas kitörését követõen. Az összefüggést a kitöréssel az akkoriban megszaporodó különös égi fények okán feltételezték, s mivel e jelenségkör sokak érdeklõdését felkeltette, a korábbinál jóval nagyobb figyelmet kapott az alkonyat körüli idõszak égboltjának megfigyelése is. A tudományos szintû felfedezés német csillagászoknak köszönhetõ, az elsõ fényképeket 1889-ben Otto Jesse készítette a berlini csillagvizsgálóból, s õ adta a jelenségnek a "Leuchtende Nachtwolken" azaz éjszakai világító felhõ elnevezést is. Jesse megfigyelései alapján a felhõk magassági elhelyezkedését kb. 82 km-re tette. Éveken át figyelte az NLC-ket, s az idõ múlásával intenzitásuk csökkenésérõl számolt be, 1894-tõl eltûnt a jelenség. A Krakatau kitörésekor a magaslégkörbe (kb. 80 km-re) jutó vízpára volt az akkori NLC-k egyik kiváltó oka, bár Jesse még vulkáni gázokat feltételezett a jelenség mögött. Százhúsz éves NLC - a képet Otto Jesse készítette 1889-ben. Forrás: tonguska.ru Ezt a korszakot követõen 1908-ban került újból elõtérbe az NLC, amikor a szibériai Tunguz-esemény kapcsán ismét feltûntek Európa- és Ázsia-szerte az alkonyi-éjszakai égen a kékesfehér felhõk, a korábbinál sokkal délebbi pontokról is megfigyelték, feljegyzések szerint hazánk akkori területén például Szabadkán. Ez esetben a légkörben felrobbant égitest (valószínûleg üstökösmag) által "beszállított" víz és por okozta a jelenség kiszélesedését és intenzitásának megemelkedését. Alfred Wegener volt az elsõ (1912-ben), aki feltételezte, hogy vízjég alkotja az éjszakai világító felhõket. Megfigyelték azt is, hogy 1910-ben, a Halley-üstökös visszatérte idején is megnövekedett az NLC-k száma. Nagyjából a 20. század közepére állt rendelkezésre kellõ mennyiségû megfigyelés ahhoz, hogy rendszerbe lehessen foglalni az NLC-k megjelenését. Kiderült, hogy nyaranta, a nyári napforduló idõszaka környékén jelennek meg, s gyakoriságukban a napciklus is nyomot hagy. Ezt követõen a technikai fejlõdés, az ûrkorszak hozta a következõ áttörést az NLC-k megismerése terén, a hetvenes években mûszeres mérésekkel is kimutatták a sarkvidékek felett nyáron kialakuló magaslégköri felhõket (PMC - polar mesospheric cloud; sarkvidéki mezoszférikus felhõ), amelyek az NLC alapját jelentik. A digitális fotózásnak és az internetnek köszönhetõen ma már világszerte sok ezren figyelik s követik az NLC-k alakulását legnagyobbrészt Európa és Amerika területén. Nem csupán az északi féltekén van jelen a látványosság, természetesen a déli félteke nyarát is végigkíséri, azonban ne feledjük, hogy az érintett földrajzi szélességeket délen nem követik sûrûn lakott települések, sõt, sokhelyütt szárazföld is ritkásan áll rendelkezésre. Elõször az 1965-ben született hiteles déli féltekei NLC-megfigyelés (1964-ben kiadott megfigyelõi útmutató nyomán), habár nem igazolt jelentések voltak már 1888-tól is Chilébõl, illetve a déli óceánokon járó hajókról.) Goda Zoltán fotója idén július 21-én este készült Baján Mi is maga az NLC? Amint azt a kezdetekben Jesse számításai alapján is tudni lehetett, valami olyan felhõ, amely igen magasan helyezkedik el légkörünkben, a mezoszféra felsõ határrégiójában, mintegy 80-85 km magasságban. A felhõt vízjég alkotja - igen ám, de a mezoszféra bolygónk egyik legszárazabb légköri rétege, mindösszesen 3-4 milliomodrész vízmolekula található a 80-85 km-es területén. Hogy is kerül akkor oda annyi víz, ami már képes felhõvé is összeállni? Amint a Karakatau illetve a Tunguz-esemény kapcsán fentebb olvashattuk, a víznek valahonnan a mezoszférán kívülrõl kell odakerülnie. A lehetséges források akár földi, akár világûri eredetûek is lehetnek - így a legutóbbi évtizedekben az ûrhajózás is hozzájárult az NLC-k gyakoriságának, intenzitásának növekedéséhez. A felbocsátott ûrjármûvek rakéta-hajtóanyagának égésekor víz is keletkezik, s ez a víz a fellövés során eljut a mezoszférába. Mérések alapján tudjuk, hogy egy nap alatt több ezer kilométerre vándorol a mezoszférába kerülõ víz. Természetes áramlások útján is feljut minimális mennyiségû víz, amely a körülmények ideális volta esetén is alkot az NLC-hez szükséges felhõket. Ez a természetes áramlás azonban nagyjából folyamatos utánpótlást jelent, így a kis mennyiség is felhalmozódhat elegendõvé. A gravitációs hullámok (lásd a következõ bekezdésben) által a légkör határrétegeiben keltett zavarok szintén elõsegítik a troposzférából a víz felfelé vándorlását. A mezoszféra legfelsõ részén a nyári hõmérséklet akár -160°C-ra is süllyedhet, ez rendkívül kis páratartalom mellett is segíti az NLC-k kialakulását. Miért pont nyáron látjuk e tüneményeket? A troposzféra és a mezoszféra hõmérséklete közt fordított az arányosság - vagyis ha nekünk idelenn jócskán izzad a homlokunk, odafenn akkor van a leghidegebb. Controll észlelõtársunk fotója 07.22-én hajnalban készült, a kép különleges szépségét a nagyon ritkán megjelenõ aranyló és vöröses árnyalatok adják Már néhány fok eltérés a mezoszféra hõmérsékletében is hatással van az NLC kialakulására! Ezt bizonyítja, hogy a mezoszférában körbefutó gravitációs hullámzás is befolyással bír rá: a gravitációs hullámok hegyei és völgyei néhány órás eltéréssel követik egymást, hullámhosszuk itt 600-1000 km, az NLC-k e hullámok hidegebb (mindössze 6-10 °C a különbség) oldalán alakulnak ki. (A légköri gravitációs hullámok esetében a felhajtóerõ és a gravitáció hatása érvényesül: a felszín közelében alakulnak ki, ha a nyugodtan áramló légrétegeket valami "felzavarja", pl. magashegységek, zivatarrendszerek. A felzavart rétegek hullámait aztán a szélrendszerek hajtják, ahogy a tavak felszínén kialakuló hullámokat a felszíni szél. A magasság növekedésével a hullámhossz is növekszik, amire a mezoszféra felsõ részébe is átterjed a hullámzás, már akár 1000 km is lehet.) A nyári idõszakban lehûlõ mezoszféra lehet tehát alkalmas az NLC-k létrejöttére. Mint tudjuk, a felhõk kialakulásához kondezációs magvakra is szükség van - a mi esetünkben ezt mikrometeorok, kozmikus por jelenti, legalábbis nagyrészt, idõnként azonban a felszíni jelenségek révén is kerülhet mikroméretû szemcse a mezoszférába. A kondenzmagok kozmikus eredetét támogatja az is, hogy a nyári mezoszférikus hõmérsékleti minimum egybeesik a nyári meteorzáporok idejével is, amikor a légkörbe hulló mikrometeorok száma is megugrik, így a két hatás együttes érvényesülése nagyban hozzájárul a világító felhõk létrejöttéhez. (A déli félteke NLC-szezonja is köthetõ meteorrajokhoz.) A kifagyó víz kb. 0,1-0,3 mikron átmérõjû jégkristályokat alkot a mezopauza környékén (85 -90 km), ideális esetben elég sokat a felhõvé váláshoz; majd ez a jégkristály-felhõ lassan süllyedni kezd, s valahol úgy 80 km magasságban már túl "meleg" lesz a felhõ fennmaradásához, itt feloszlik. A felhõ kifejezés az NLC esetében nem egészen egyezik a jól ismert troposzférikus felhõk fogalmával: az NLC rendkívül ritka (még legsûrûbb részeiben sincs köbcentinként 1 jégkristálynál több, a jellemzõ ennek a tizede), viszont a nagy kiterjedése miatt felhõnek észleljük. A réteg maga pár száz métertõl maximum 2 km-ig terjedhet, a magassággal a felhõ ritkul. Földi radarfelvétel az NLC-t alkotó mezoszférikus felhõrõl, a függõleges tengelyen a felszíntõl mért magasság szerepel kilométerben, a vízszintes tengelyen a nap órái sorakoznak. Forrás: http://www.iap-kborn.de Ezen felhõréteg nem csupán látványos NLC-ként észlelhetõ az égbolt szerelmesei által, hanem mûszeres méréssel (radar / lidar) is követni lehet a vízpára kifagyását, a felhõ kialakulását, süllyedését. Európa északi részén van néhány mezoszférikus felhõk kimutatására alkalmas mûszer, ám ezek sajnos túl messze vannak tõlünk ahhoz, hogy a mérési eredményeik nyomán bármilyen következtetést is levonhatnánk a hazánkból látható esetleges NLC-re vonatkozóan. Ezen felül a méréseken látható erõs mezoszférikus víz-jelenlét nem minden esetben von magával NLC-t (az említett gravitációs hullámok meleg oldalával találkozva a páradús réteg nem képes NLC-vé alakulni), illetve nem minden NLC jelenik meg erõs radarjelként sem. A földi észleléseket 2007-tõl mûholdas mérések is kiegészítik, az AIM nevû szonda kimondottan az NLC-k megfigyelése céljából készült. Tudjuk, hogy ok nélkül nem költenek méregdrága ûrszondákra, így nyilvánvaló mélyebb probléma húzódik a háttérben. Az NLC gyakoriságának növekedését többek közt a klímaváltozással, az emberi tevékenységgel is összefüggésbe hozzák - amint azt a mezoszféra és a troposzféra hõmérsékletének fordított arányossága kapcsán említettem, ha a troposzférában emelkedik a hõmérséklet, a mezoszféra egyúttal hûl. Ha növekszik az üvegházhatás, ez a jelenség fokozódhat, emiatt is bocsátották fel az AIM szondát, hogy segítse feltárni az összefüggéseket. A szonda által mért NLC-k kiterjedése térképes megjelenítésben néhány napos késéssel a szonda honlapján visszakereshetõ. A hõmérséklet emelkedése önmagában bizonyosan nem lehet elegendõ az NLC-k megjelenéséhez, hisz ha így volna, akkor pl. a középkori klímaoptimum idején is kellett volna látni NLC-t, ennek azonban sehol nincs nyoma a feljegyzésekben, krónikákban (amelyek szupernóvákról, sarki fényekrõl, halójelenségekrõl, s különbözõ csillagászati-légköri eseményekrõl rendre beszámoltak, kizárt, hogy egy NLC fényes hullámai-sávjai elkerülték volna elõdeink figyelmét). Az AIM ûrszonda napi felvételei július 21-én és 22-én, jól látható, hogy 22-én sokkal erõsebb, vastagabb volt az NLC-t alkotó felhõ, amint azt a hazai megfigyelõk és a fotók is megerõsítették. Forrás: http://lasp.colorado.edu A napciklus is hatással van az NLC-k megjelenésére. Napfoltminimum idején, amiben most is vagyunk, gyakoribb az erõs fényû, nagy kiterjedésû NLC-k megjelenése (hazánkban ez kevéssé érzékelhetõ, ám északabbra, ahol nyáron szinte mindennapos jelenség az NLC, már követhetõ az összefüggés). A termoszféra - mezoszféra határán jelen lévõ vízmolekulákra hatása van a napsugárzásnak, a légkörbe beáramló napszél nagy energiájú részecskéi általi vízbontás miatt. Ha kisebb a napszél hatása, több vízmolekula marad fenn a nevezett régióban, s így nagyobb esélye van az NLC-k fényesebbé válásának is. Az NLC kékes színét annak köszönheti, hogy az általa visszavert napfény áthalad a sztratoszféra ózonrétegén, s ekkor a vörös árnyalatok kiszóródnak a színébõl. Ritkán, egészen a láthatár közelében lévõ NLC-n észlelhetünk egyéb színeket is, leginkább aranysárgás, sárgásfehér illetve türkizes árnyalatokat. Ezek a színes NLC-k még megkapóbb szépségûek kékesfehér társaiknál. ZivatarPeti észlelõtársunk 07.13-i fotóján az alkonypír miatt türkizes-zöldes árnyalatot kapott a nagyon alacsonyan elhelyezkedõ NLC Sajnos jelenleg nem áll rendelkezésre olyan technika, amelynek segítségével akár néhány órára elõre lehetne jelezni a világító felhõket. Talán egy hazai területen üzemeltetett, mezoszférát fürkészõ lidar részben megoldhatná e kérdést is. Hazánk felett a tapasztalatok szerint júniustól augusztusig láthatunk alkalmanként NLC-t, legnagyobb gyakoriságuk a napfordulót követõ 1-2 hétben van. 2007-tõl figyeljük tudatosan a megjelenésüket, bár korábban is voltak észlelések. A MetNet légköroptika fórumában naponta taglaljuk a lehetõségeket, esélyeket, a felbukkanásukat. Jól mûködõ riadóláncon keresztül a csapat együtt dolgozó megfigyelõi telefonon jelzik a többieknek, ha látnak valamit az égen, így az is felkészülhet az észlelésre, fényképezésre, aki épp nem lesi az eget. Az NLC-k formái az országból nézve egyazon idõben nagyjából egyformák, a fõbb vonalakban megegyeznek. Az elhelyezkedése az égbolton kissé eltérhet a hazai észlelõk közti nagyobb távolság esetén, de ez részben a felhõ mozgásának, illetve a napfény beesésének változásától függ. Ha egy hazai NLC-t egy északabbi észleléssel hasonlítunk össze, a legszembetûnõbb különbség a felhõ égbolton látszó kiterjedésében van - aki a felhõ "alatt" tartózkodik, akár a teljes égbolton láthat NLC-t, míg mi csak az északi láthatár feletti 5-20 (nagyon ritkán 30) fokos régióban. Az NLC-k osztályozását az 1960-as években vezették be, eszerint 4 különbözõ alapvetõ formatípust különböztethetünk meg: 1. fátyol - ez leginkább csak az égbolt kékesfehér fénylését jelenti, észleléskor bizonytalan, hogy NLC-t látunk-e egyáltalán. A kép jobb felsõ részét kivéve fátyol: http://aim.hamptonu.edu/library/p7hg_img_2/fullsize/Photograph13_fs.jpg 2. sávos - elmosott vagy éles határvonalú csíkokból áll, e csíkok akár keresztezhetik is egymást: http://aim.hamptonu.edu/library/p7hg_img_2/fullsize/Photograph2_fs.jpg 3. hullámos - ez a legjellegzetesebb NLC forma, az "undulatus" típusú normál felhõkhöz hasonló, azonban finomabb rajzolatú, néha a hullámok rácsot alkotva halászhálóhoz hasonló alakzatba állnak: http://aim.hamptonu.edu/library/p7hg_img_2/fullsize/Photograph6_fs.jpg 4. csavarodott - örvényszerû, csavart mintázat, rendezetlenül kanyargó sávokból A fentiek legtöbbször kombináltan láthatóak: http://aim.hamptonu.edu/library/p7hg_img_2/fullsize/Photograph9_fs.jpg A formai osztályozáson kívül az NLC-t fényesség szerint is osztályozzuk, 1-tõl 5-ig terjedõ skálán, ahol az 1 az épp észlelhetõ, míg az 5 a rendkívül fényes. Tapasztalatok szerint hazánkban a 2-3-as fényesség a szokványos, habár mind 2007-ben, mind idén volt egy-egy 5-ös fényerejû világító felhõ is. Deepsky - Berkó Ernõ - észlelõtársunk gyönyörû fotóján a Faluszéli napraforgótábla felett virít a világító felhõ - Lehetõség szerint érdemes az NLC-t a készítendõ képen valamely földi szépséggel összekomponálni, így a kevésbé erõs fényû NLC is látványos lesz fotónkon. NLC-t fotózni olyan fényképezõgéppel lehet, amelyen van hosszabb expozícióra is lehetõség. A nagyon fényesekhez elég 1-2 másodperc, de a halványabbak 15-30 másodperces felvételeken mutatnak jól. Fontos eszköze az NLC észlelõnek a binokulár is, ha bizonytalan a látvány NLC volta, nagyítva el tudjuk dönteni, hogy csak megvilágított magasszintû felhõvel, vagy NLC-vel van-e dolgunk: a nagyítás során az NLC részletgazdagabb lesz, míg a normál felhõ elmosódottabb. Lehetõleg fényszennyezéstõl mentes helyen próbáljunk NLC-t észlelni, hiszen a kis láthatár feletti magasság és a gyengébb fényesség miatt a látvány elveszhet egy város agyonvilágított égboltján. Az igazán fényes NLC még Budapest fényeit is alaposan túlragyogja! A szépséges fotót MetFickó észlelõtársunk készítette 2007.06.15-én. Többen közülünk rendszeresen küldjük be felvételeinket és észleléseinket mind a nemzetközi NLC észlelõhálózatnak, mind a http://spaceweather.com portálnak, ezen felül friss sikere az egyre duzzadó magyar NLC-észlelõcsapatnak, hogy jeles társunk, a MetNeten Controll néven regisztrált Õri Ágnes gyönyörû fotója OPOD (Nap Optikai Képe) lett! http://www.atoptics.co.uk/fz275.htm Akik türelemmel elolvasták a cikket, azoknak egy bónusz NLC-videó az ISSrõl: http://www.youtube.com/watch?v=AaI8JyAqykQ A cikket írta: Landy-Gyebnár Mónika ( Noli )