Lichtende nachtwolken vaker te zien door toename in methaan

Midzomernacht is de tijd van het jaar waarin lichtende nachtwolken in Nederland goed te zien zijn. Vóór de industriële revolutie was de kans op het waarnemen van heldere lichtende nachtwolken slechts eens per 100 jaar. Tegenwoordig worden deze wolken elk jaar wel gezien. Dat komt waarschijnlijk door de toename van methaanconcentraties in de atmosfeer. Aan het eind van de avondschemering of in de nanacht, vijf kwartier vóór zonsopkomst kan zonlicht door ijle ijswolken op ongeveer 85 km hoogte worden weerkaatst. Er is dan een lichtende wolkensluier als een soort spinnenrag aan de noordelijke hemel zichtbaar, zoals in de nacht van 19 op 20 juni 2020 (figuur 1).

Lichtende nachtwolken zijn in Nederland zeldzaam, maar de afgelopen weken zijn er diverse meldingen geweest. Lichtende nachtwolken ontstaan in de mesosfeer rond 85 km hoogte waar temperaturen in deze tijd van het jaar zo laag zijn (-90°C tot -145°C) dat zich een minieme hoeveelheid rijp vormt op klein deeltjes, bijvoorbeeld meteorietenstof. De waterdamp op deze hoogtes is afkomstig van meteorieten, uitlaatgassen van raketten, vulkaanuitbarstingen (maar alleen de hele grote), maar ook van de chemische afbraak van methaan (CH4). Ook de toename in broeikasgassen, die onderin de atmosfeer tot opwarming leidt maar rond 85 km hoogte juist tot afkoeling, kan een rol spelen. We hebben er een paar jaar geleden al aandacht aan besteed maar veel was nog onduidelijk.

Nieuw wetenschappelijk onderzoek

Sindsdien heeft nieuw onderzoek meer inzichten opgeleverd. Eén daarvan is dat de afname van de temperatuur rond 85 km door de toename van broeikasgassen nauwelijks effect heeft op het onstaan van lichtende nachtwolken. Het is op 85 km hoogte in de zomer namelijk toch wel koud genoeg voor rijpvorming op meteorietenstof. De elfjarige zonneactiviteitscyclus speelt hier echter ook een rol. In perioden rond zonnemaxima wordt de vereiste lage temperatuur veel minder vaak bereikt. Een koudere atmosfeer geeft weliswaar een kleine toename van de totale massa aan ijsdeeltjes, maar vooral meer kleinere ijsdeeltjes, die minder zonlicht reflecteren en dus minder goed zichtbaar zijn. De rol van waterdamp blijkt veel belangrijker, met name de toename van waterdamp door de toename van methaan. Sinds het begin van de industriële revolutie is de hoeveelheid methaan in de atmosfeer meer dan verdubbeld. Geschat wordt dat de hoeveelheid waterdamp op 85 km hoogte daardoor met 40 procent is toegenomen, en dat ijsdeeltjes daarom vaker voorkomen en bovendien groter en beter zichtbaar zijn geworden.

Pas in 1885 voor het eerst gemeld

De eerste melding van lichtende nachtwolken stamt uit 1885. Dit wordt in verband gebracht met de uitbarsting van de vulkaan Krakatau in Indonesië. Het lijkt erop dat sinds de jaren 1960 het aantal meldingen van lichtende nachtwolken sterk is toegenomen, wat samenhangt met de toename in methaan. Het meteorietstof waarop de rijp zich afzet, is altijd in ruime hoeveelheid aanwezig geweest. De beschikbaarheid van meer waterdamp om uit te rijpen is daarom de belangrijke factor bij het verklaren van een toename van de wolken.

Toegenomen kans

Wetenschappers schatten dat vóór de industriële revolutie de kans op middelbare breedtegraden - en dus Nederland - op zichtbare lichtende nachtwolken eens per enkele tientallen jaren was, en dat heldere lichtende nachtwolken slechts eens per 100 jaar voorkwamen (grote vulkaanuitbarstingen daargelaten). Heldere lichtende nachtwolken worden tegenwoordig elk jaar wel gezien op middelbare breedtegraden. Dat verklaart ook waarom ze voor 1885 nooit gemeld werden: ze waren waarschijnlijk te zeldzaam om als een uniek fenomeen op te vallen. Met de nog altijd toenemende methaanconcentraties in de atmosfeer blijft de hoeveelheid waterdamp rond 85 km hoogte ook toenemen en zullen lichtende nachtwolken vermoedelijk voor langere tijd in de periode rond de langste dag in onze streken goed zichtbaar zijn.

 

KNMI-Klimaatbericht door Jos de Laat en Jacob Kuiper