Wolkenkijkers hebben onlangs recordbrekende glimpen opgevangen van de zeldzaamste wolken aan de hemel. In de hoogste regionen van de atmosfeer boven Europa en de V.S. hebben zich prachtige golvende blauwe wolken gevormd. Deze wolken zijn normaal gesproken alleen te zien rond de polen, maar deze zomer wordt het beste waarnemingsseizoen in jaren - ze zijn al waargenomen op de laagste breedtegraden die ooit zijn gemeten.

Deze wolken worden "noctilucent" of nachtlichtende wolken genoemd, zoals we ze alleen in de schemering en zonsopgang kunnen zien. Ze vormen extreem hoog in de atmosfeer, op ongeveer 80 km (50 mijl) boven het aardoppervlak in een gebied dat de mesosfeer wordt genoemd. Dit is ongeveer vier keer hoger dan de hoogste wolken die we normaal zien, de piekerige cirruswolken.

Omdat de lucht in dit deel van de atmosfeer zo ijl is, het moet veel kouder zijn dan 0°C om water te laten bevriezen - in feite -120°C. We zien luchttemperaturen die zo laag zijn in de mesosfeer rond de Noord- of Zuidpool alleen als het zomer is.

Dit betekent vreemd genoeg dat het deel van de atmosfeer dat constant in zonlicht staat, eigenlijk het koudste punt in de atmosfeer is. Dit komt omdat in de mesosfeer, lucht stroomt weg van de pool waar het zomer is naar die waar het winter is. Dit wordt vervangen door lucht die van lager in de atmosfeer opstijgt, die uitzet en afkoelt, wat leidt tot extreem lage temperaturen.

Het water in nachtlichtende wolken wordt ofwel vanuit de lagere atmosfeer naar de mesosfeer getransporteerd, of ontstaat wanneer methaan in de mesosfeer afbreekt door de zonnestralen te absorberen. Maar, om wolken te vormen, ze hebben ook een ander soort deeltjes nodig waarop het water kan condenseren. In de lagere atmosfeer, dit zijn normaal gesproken aerosoldeeltjes van stof, zand en zout.

Maar in de mesosfeer, de belangrijkste bron van deze deeltjes is van meteoren. Terwijl deze brokken ruimtepuin opbranden in de hogere lagen van de atmosfeer, ze kunnen sporen van meteoorstof achterlaten. En bij voldoende lage temperaturen kan het water in de mesosfeer condenseren op dit stof en uitgroeien tot wolken.

Nachtlichtende wolken zijn zo zwak dat ze alleen voor ons zichtbaar zijn als de rest van de atmosfeer in het donker is. Dit gebeurt wanneer de zon onder de horizon is en, als een schijnwerper die naar boven wijst, verlicht alleen de hogere regionen van de atmosfeer van onderaf. Het licht dat van deze wolken weerkaatst, passeert de ozonlaag voordat het in onze ogen komt. Ozon absorbeert rood licht en laat blauw licht door, daarom krijgen deze wolken een opvallende blauwe kleur.

Nachtlichtende wolken kunnen ons ook laten zien hoe de atmosfeer aan de rand van de ruimte stroomt. De rimpelingen in deze wolken zijn afkomstig van atmosferische zwaartekrachtgolven. Dit zijn net golven op het oppervlak van de oceaan, maar reis door de lucht. Ze ontstaan ​​wanneer lucht over bergen waait of bij onweer, en kan helemaal naar de hoogste punten in de atmosfeer reizen. Ook al lijkt de lucht in de mesosfeer stil, deze golven domineren de stroming volledig, en we kunnen deze anders onzichtbare golven zien in nachtlichtende wolken.

Wat veroorzaakt de recordbrekende wolken?

De laagste breedtegraad waarop elk jaar nachtlichtende wolken worden waargenomen, beweegt sinds minstens 2002 elk jaar geleidelijk naar het zuiden. En in juni 2019 werd het record gebroken voor het laagste punt dat we ooit deze wolken hebben gezien toen ze niet ver van Los Angeles verschenen. Dit kwam omdat de mesosfeer vreemd nat was, met veel meer water dan we gewoonlijk zien. Dit kan zijn omdat een gigantische planetaire golf koude lucht en vocht naar de Noordpool transporteerde.

We zitten ook in een diep zonneminimum, de periode van de 11-jarige cyclus van de zon waarin deze het minst actief is. Dat betekent dat de ultraviolette straling van de zon die gewoonlijk de watermodules vernietigt die deze wolken vormen, minder intens is, zodat er meer van kunnen worden gevormd.

Menselijke emissies kunnen ook een factor zijn. In de afgelopen 130 jaar hebben we steeds meer methaan in de atmosfeer gebracht, wat betekent dat er in de mesosfeer meer watermodules worden geproduceerd. Deze wolken waren ooit een zeldzaam gezicht voor mensen uit het verleden om te observeren, voor het eerst geregistreerd nadat de uitbarsting van Krakatoa in 1883 een ongelooflijke hoeveelheid stof in de atmosfeer spuwde. Maar sindsdien zijn ze een steeds gewoner gezicht geworden.

Dus de volgende keer dat je in het donker buiten bent, opzoeken. Misschien zie je wel de zeldzaamste wolken aan de hemel.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.