Zonneglinstering

Geregeld tonen satellietbeelden weerspiegelingen van zonlicht op het aardoppervlak en dan met name in het water van zeeën en oceanen. In de zones met zonneglinstering komen soms zaken naar voren, die onder normale omstandigheden aan het oog ontsnappen of onzichtbaar zijn.

Satellietbeelden met onder andere weerspiegeling van zonlicht boven Nederland. tijdens een ochtendbaan, 7 juni 1987 (AVHRR; NOAA/KNMI).

2. Zonneglinstering boven Nederland, de Waddenzee en de Noordzee. De weerspiegelingen in de oppervlaktewateren van Friesland en Noordwest-Overijssel tonen een langgerekt patroon. Boven Polen zijn wolkenstraten (zie hoofdstuk 6, Wolkenstraten) en gesloten cellen (zie hoofdstuk 7, Celvormige bewolkingspatronen) te zien. Datum: 13 juli 2003, middagbaan. Satelliet: NOAA. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland.

 

Spiegelgladde zee
De weerspiegelingen van zonlicht op satellietbeelden manifesteren zich als heldere, zilverwitte plekken of banen tegen een donkere achtergrond. Deze achtergrond is boven zeeën en oceanen donker doordat water slechts ongeveer 10 procent van het opvallende zonlicht terugkaatst; dat resulteert in een donkerblauwe, haast zwarte tint (zie ook hoofdstuk 17, Kleurrijk oceaanwater). Heldere plekken ontstaan alleen als aan de voorwaarde is voldaan dat satelliet en zon de juiste positie hebben - ten opzichte van zowel het wateroppervlak als van elkaar - om de zonnestralen zo van richting te veranderen dat ze de satelliet kunnen bereiken.
Een volkomen gladde zee fungeert als een perfecte spiegel; in dat geval beslaan de reflecties van het zonlicht op satellietbeelden een langgerekt, ovaal gebied en zijn ze uitzonderlijk helder. Ook in rustig oppervlaktewater treden identieke, felle weerkaatsingen op. De langgerekte lichtvlek heeft een zelfde oriëntatie als de baan van de overkomende satelliet (beelden 1 en 2).

1. Satellietbeeld met onder andere weerspiegeling van zonlicht boven de Stille Oceaan (rechts). Het beeld is samengesteld uit gegevens van de satellieten Terra en Aqua. De satellieten volgen verschillende banen en komen onder een andere hoek over. Daardoor hebben ook de zones met zonneglinstering verschillende oriëntaties. In Australië woeden bosbranden. De rook ervan waait tot op duizenden kilometers van de brandhaarden over de oceaan uit. Hoofdstuk 13 bevat meer informatie over bosbranden. Datum: 19 januari 2003. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

3. De tropische cycloon Frances bij de Bovenwindse Eilanden, 30 augustus 2004. Over het satellietbeeld loopt een zilverwitte band met zonneglinstering. Midden onder in die band bevindt zich een gebied waar de oceaan vrijwel spiegelvlak is. Dat levert enerzijds in het midden van de band een helderder reflectie op, maar veroorzaakt naast die markante weerspiegeling een donker gebied zonder reflecties. Hoofdstuk 3 geeft meer informatie over tropische cyclonen. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Golvend wateroppervlak
Meestal is het wateroppervlak gerimpeld, wat er in de praktijk op neerkomt dat er niet één aaneengesloten spiegelend oppervlak is, maar dat in een bredere strook op het zeeoppervlak van elke golf een deel de juiste stand kan hebben om reflecties in de richting van de satelliet mogelijk te maken. Binnen het ovale gebied waar bij windstil weer een felle reflectie op zou treden, resulteert dit in een afname van de intensiteit van het weerkaatste zonlicht, al kan de weerspiegeling daar nog steeds erg fel zijn. Buiten het weerkaatsingsgebied-bij-spiegelgladde-zee bevinden zich nu echter eveneens golven die maken dat een deel van het wateroppervlak de juiste oriëntatie heeft om reflecties op het satellietbeeld te veroorzaken. Overigens moet het wel rustig weer zijn; als het zeeoppervlak te ruw is, blijven duidelijk zichtbare weerspiegelingen uit.
Uiteindelijk toont het satellietbeeld daardoor bij rustig, maar niet geheel windstil weer een minder felle, maar bredere witte band: de zone met zonneglinstering. Valt de wind helemaal weg, dan verdwijnt de weerspiegeling en resteert er een donkere band in een overigens zilverwit gebied (beeld 3). Dergelijke omstandigheden komen voor in centra van hogedrukgebieden, die door dit effect gelokaliseerd kunnen worden.

4. Patroon met zonneglinstering bij noordoostenwind achter de Kaapverdische Eilanden. De eilanden lijken een donker spoor te trekken door de Atlantische Oceaan. De lichte tint van de rechterhelft van het satellietbeeld wordt veroorzaakt door Saharazand, dat vanaf het Afrikaanse vasteland onderweg is naar de eilandengroep (zie verder hoofdstuk 11, Stofstormen). Datum: 4 februari 2004. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

5. Patroon met zonneglinstering bij noordoostenwind achter de Kaapverdische Eilanden in de Atlantische Oceaan ten westen van de Afrikaanse kust. De eilanden trekken een zilverwit spoor door de oceaan. Datum: 7 maart 2003. Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Luwte van eilanden
Zonneglinstering maakt niet alleen hogedrukkernen zichtbaar. Ook verschillen in windsnelheid, ondiepten in zee en golfverschijnselen in de oceaan verraden hun aanwezigheid in zones met zonneglinstering. Het effect van verschillen in windsnelheid is geregeld te zien achter vulkanische eilanden in de oceaan. In sommige gevallen is het relatief beschutte gebied achter het eiland donker van tint (beeld 4). Dan is er te weinig golfslag en zijn er geen geschikte golfhellingen om nog reflecties te krijgen van zonlicht naar de satelliet. In andere gevallen is het zeegebied achter dezelfde eilanden juist lichter (beelden 5 en 6). De zee buiten het beschutte gebied is dan te ruw om als spiegel te kunnen optreden; in de luwte van de eilanden lukt dat wel.

8. Inwendige golven in het overgangsgebied tussen de Golf van Oman en de Indische Oceaan, zichtbaar gemaakt door zonneglinstering. Linksonder de noordoostpunt van Somalië; de eilanden horen bij Jemen. Datum: 27 augustus 2003. Satelliet: Aqua, middagbaan. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

10. Nederland en omgeving, 10 augustus 2003. In de zone met zonneglinstering boven de Noordzee zijn voor de Zeeuwse kust ondiepten zichtbaar. In het Westland lichten broeikassen op. Satelliet: NOAA, middagbaan. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland. Detail: zie onder.

6. De oostelijk gelegen eilanden van de Hawaï-groep liggen in een zilveren band met zonnespiegelingen. Het wateroppervlak is niet overal in het gebied even rustig of onrustig, zodat sommige gebieden meer zonlicht reflecteren dan andere. De twee meest zuidoostelijk gelegen eilanden van de groep zijn Hawaï of 'Big Island' en Maui. De zuidwestkant van de eilanden is tevens de lijzijde; het water is er rustiger en de zilvertint is helderder. Merk op dat aan de noordoostkant van de eilanden, de loefzijde, de meeste plantengroei optreedt; daar wordt de aangevoerde lucht gedwongen op te stijgen tegen de vulkaanhellingen en valt de meeste regen. Datum: 27 mei 2003. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.


a. Inwendige golven doen zich voor onder het wateroppervlak aan het grensvlak tussen lagen met verschillende dichtheden. De dichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen in temperatuur of in zoutgehalte.

Inwendige oceaangolven
Inwendige oceaangolven treden niet op aan het wateroppervlak, maar aan een grensvlak onder water tussen lagen met verschillende dichtheden (figuur a). De dichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen in temperatuur of in zoutgehalte. Gewone oppervlaktegolven krijg je als je een steen in het water gooit of als het gaat waaien. Bij inwendige golven wordt de verstoring meestal veroorzaakt door het getij. De waterbeweging is in situaties met inwendige golven het grootst aan het grensvlak waarlangs de golven zich voortplanten en neemt zowel naar boven als naar onderen af. In eerste benadering veroorzaken de inwendige golven daardoor geen op- en neergaande bewegingen van het water aan het oppervlak. Wel treden er in horizontale richting stromingen op langs het oppervlak; in wisselwerking met de oppervlaktegolven veroorzaken deze stromingen verschillen in de ruwheid van de zee. Als de golven zich voordoen in een gebied waar toevallig net weerspiegelingen van zonlicht optreden in het zeeoppervlak, zijn deze ruwheidsverschillen zichtbaar. In sommige gebieden heeft de zee op het satellietbeeld dan een grijze tint; dat is het geval op plaatsen waar de zee ruwer is door de wisselwerking van de door inwendige golven in gang gezette stromingen aan het wateroppervlak en de oppervlaktegolven zelf. Boven rustiger, maar niet spiegelglad water is de tint lichter.

Tsoenami
Sommige aardbevingen onder de zeebodem brengen de oceaan erboven in beweging. De golven die daarbij ontstaan, heten tsoenami's. Op zee worden de golven nauwelijks opgemerkt, maar in ondiep water neemt de golfhoogte snel toe. Langs de kust vervormen ze tot een muur van water, die in incidentele gevallen veel schade veroorzaakt en talrijke slachtoffers eist. Dat was bijvoorbeeld het geval in de Indische Oceaan op 26 december 2004.
Het rimpelpatroon op beeld 9 voor de kust van Sri Lanka markeert ongeveer de rand van het continentale plat en wordt veroorzaakt door wisselwerking tussen diepe golven en de bodem van de oceaan, vermoedelijk teruggekaatste golven van de tsoenami. De rimpels zijn zichtbaar doordat ze zich voordoen in een gebied met zonneglinstering.

7. Inwendige golven in de Rode Zee tussen Egypte en Saudië-Arabië. Verschillen in de ruwheid van het zeeoppervlak veroorzaken verschillen in de mate waarin zonlicht wordt weerspiegeld; daardoor zijn de inwendige golven zichtbaar geworden. Satelliet: Terra. Datum: 26 juli 2003, ochtendbaan. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

a. Inwendige golven doen zich voor onder het wateroppervlak aan het grensvlak tussen lagen met verschillende dichtheden. De dichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen in temperatuur of in zoutgehalte.

9. Golven en tsoenamischade bij de zuidwestkust van Sri Lanka. De golven hangen samen met de tsoenami en zijn zichtbaar door zonneglinstering. De bruine tinten van het zeewater bij de kust, veroorzaakt door sediment, puin en wrakstukken, wijzen erop dat ook de westkant van het eiland tsoenamischade opliep, zij het minder dan de oostkant. Golven van tsoenami's buigen namelijk om eilanden heen, zodat ook de van een aardbeving af gerichte kusten gevaar lopen. Datum: 26 december 2004. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC/LaRC/JPL, MISR Team.

Zandbanken
Satellietbeeld 10 toont een golfpatroon voor de Zeeuwse kust dat veel weg heeft van een patroon met inwendige oceaangolven. Toch zijn dergelijke golven in dit geval niet de verklaring voor het patroon; het wordt hier veroorzaakt door banken en ondiepten voor de kust. Inwendige golven komen in de Noordzee niet voor. Bovendien tonen de oriëntaties van het patroon op het satellietbeeld en dat van de zandbanken een grote overeenkomst (vergelijk figuur b). Kennelijk beïnvloeden de ondiepten de golfhellingen die ter plekke optreden. Ondiepten brengen soms een 'gladheid' van het wateroppervlak teweeg, die het bijvoorbeeld ervaren vissers mogelijk maakt de banken op zee te herkennen. Het effect treedt enorm versterkt op bij rustig weer. Golfmetingen uit het gebied voor de Zeeuwse en Hollandse kust laten zien dat er op 10 augustus 2003, de dag waarop het satellietbeeld betrekking heeft, inderdaad sprake was van rustig weer. De golven, - voor zover nog aanwezig, - van de gladde zee boven de zandbanken, bezitten onvoldoende hellingen om nog zonlicht naar de satelliet te kunnen weerkaatsen. De ondiepten hebben daardoor een tint die donker afsteekt tegen de omgeving, waar wél reflecties vandaan komen. Zo blijken niet alleen inwendige golven en golven van een tsoenami, maar ook met ondiepten samenhangende verschijnselen aan het zeeoppervlak onder 'sunglintcondities' met het blote oog zichtbaar.

10a. Nederland en omgeving, 10 augustus 2003. In de zone met zonneglinstering boven de Noordzee zijn voor de Zeeuwse kust ondiepten zichtbaar. In het Westland lichten broeikassen op. Satelliet: NOAA, middagbaan. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland. Detailvan figuur 10.b.

Patroon van banken en ondiepten voor de kust van Zeeland en Vlaanderen.

Weerspiegeling van zonlicht in onder andere Het Kanaal. Rug-assen en andere windstille zones tekenen zich donker af. Datum: 16 april 2003. Satelliet: NOAA-12, middagbaan. Instrument: AVHRR. Beeldbewerking: Université Louis Pasteur de Strasbourg (Frankrijk).

Uitstroom rivieren en broeikaseffect.
De Zeeuwse en Vlaamse zandbanken zijn niet de enige veroorzakers van effecten in het patroon van zonneglinstering op beeld 10. De uitstroom van rivieren lijkt ook invloed te hebben op de ruwheid van het zeeoppervlak en daarmee op de totale helderheid van de reflecties van zonlicht. We zien beïnvloeding van de zonneglinstering bij de uitstroom van de Nieuwe Waterweg, de Schelde en in mindere mate de Thames. De uitstroom van de Nieuwe Waterweg is aan de noordzijde vrij schep begrensd. Linksboven bevindt zich een mistveld dat de zonneglinstering aan het oog onttrekt.
Beeld 10 toont nog een ander interessant detail. Boven Zuid-Holland, en dan vooral in het Westland, zijn enkele markante witte vlekken zichtbaar. Ongetwijfeld gaat het hier weer om weerspiegelingen van zonlicht, ditmaal in daar overvloedig aanwezige glazen tuinbouwkassen. Evenals delen van golven op een wateroppervlak de juiste helling kunnen bezitten om zonlicht te weerkaatsen naar de satellietsensor, kan dat het geval zijn bij de glazen daken van broeikassen. We kunnen dan ook spreken van een broeikaseffect op satellietbeelden.

Vorig hoofdstuk index volgend hoofdstuk