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Wenn die Nächte kurz und hell werden, kann man sie sehen: Dünne, silbrig-blau glänzende Wolken am Nordhimmel, oft tief am Horizont. Über 120 Jahre nach ihrer Entdeckung sind diese „Nachtleuchtenden Wolken“ nach wie vor ein Rätsel. Man weiß nicht genau, wie sie entstehen, aber sicher ist: Es werden immer mehr.  Wissenschaftler vermuten, dass sie mit dem globalen Klimawandel in Zusammenhang stehen und wollen ihnen nun auch vom Weltraum aus auf die Spur kommen.

Normalerweise handelt es sich bei diesen noctilucent clounds (NLCs) um ein Phänomen der Polregionen unserer Erde. Dass man sie mittlerweile auch in Breiten unterhalb von 40° beobachtet, war bis vor kurzem undenkbar. In hohen Breiten sind sie ein häufiges Phänomen der Sommermonate, aber im Iran?

Ein weiterer Punkt, der stutzig macht: Bis zum Jahr 1885 waren Nachtleuchtende Wolken unbekannt. Nach dem Ausbruch des Vulkans Krakatau in Asien beobachtete man sie zum ersten Mal - zusammen mit fantastischen Dämmerungsfarben, die auf die Asche zurückzuführen waren, die der Vulkan ausgestoßen hatte. Die Asche verschwand, die Wolken blieben. Und seither beobachtet man eine stetige Zunahme ihrer Häufigkeit.

Die Nachtleuchtenden Wolken unterscheiden sich grundlegend von "normalen" Wolken der Troposphäre und der unteren Stratosphäre. Ihr Name weist darauf hin: Man sieht sie nur in der Nacht oder der Dämmerung, wenn das Tageslicht sie nicht mehr überstrahlt. NLCs sind dünn und schwach, ähnlich der Feder- oder Cirruswolken. Bei Tage gehen sie komplett im Licht der Sonne unter. Dass man sie in der Nacht sieht, bedeutet nicht, dass sie selbst Licht aussenden. Es ist reflektiertes Sonnenlicht, das die Wolken erstrahlen lässt.

 NLCs entstehen nämlich in außerordenlichen Höhen, in der oberen Mesosphäre bei etwa 80 bis 90 Kilometer über dem Erdboden, sozusagen an der Grenze zum Weltraum. Die Wolken der Troposphäre, dort, wo unser Wetter entsteht, reichen selten höher als 10 bis 12 Kilometer. Da die Sonne im Sommer nachts nur wenige Grad unter den  Horizont sinkt, beleuchtet sie diese hohen Mesosphärenwolken, während unten auf dem Boden schon Dunkelheit herrscht: Sie erscheinen als Leuchtende Nachtwolken am Himmel.

Wolken in solchen Höhen bestehen aus Eiskristallen. Damit in über 80 Kilometern Höhe überhaupt Kristalle entstehen können, muss die Temperatur unter -130°C fallen, außerdem müssen so genannte Kondensationskeime die Bildung der Eiskristalle begünstigen. Das kann mit Hilfe von Asche oder anderen Staubpartikeln geschehen. Damit erschöpft sich aber auch schon das Wissen über die Entstehung der Nachtleuchtenden Wolken. Unklar ist, woher die Staubpartikel stammen – von der Erde oder doch aus dem Weltraum? Es ist gar nicht so einfach, Staub vom Erdboden in solche Höhen zu transportieren, und NLCs sieht man auch ohne vorangegangenen Vulkanausbruch.

Es scheint zunächst etwas paradox, dass die Nachtleuchtende Wolken nur im Sommer (je nach Halbkugel) beobachtet werden. Das liegt nicht nur am Stand der Sonne und den damit zusammenhängenden Beleuchtungsverhältnissen – die tiefsten Temperaturen werden in der (Nord-)Mesosphäre tatsächlich zwischen Mai und August erreicht. Grund dafür ist ein kompliziertes Zusammenspiel der Luftströmungen in den einzelnen Atmosphärenschichten, die sogenannte interhemisphärischen Zirkulation. Die Sonneneinstrahlung heizt zwar die Luft in den unteren Atmosphärenschichten auf, die Mesosphäre aber kühlt sich ab – bis auf Temperaturen, bei in denen die Bildung der mesosphärischen Eiswolken möglich ist. NLCs entstehen also tatsächlich nur während der Sommermonate.

Warum aber kennt man dieses Phänomen erst seit dem ausgehenden 19 Jahrhundert? Und warum nehmen diese Erscheinungen in den letzten Jahren scheinbar zu – die Wolken waren jüngst, wie gesagt, sogar im Iran oder der Türkei sichtbar? Auffällig ist, dass NLCs erst nach dem Beginn der industriellen Revolution bekannt sind, seitdem der Mensch also begonnen hat, immer gewaltigere Mengen an CO2 und anderen Treibhausgasen in die Atmosphäre zu blasen. Eine Zunahme von CO2 oder Methan führt zum Treibhauseffekt - aber auch zu einer Abkühlung der obersten Atmosphärenschichten, sie könnte also die Häufung der Wolken in den letzten Jahrzehnten erklären.

NLCs 2004 über Aachen

Sind Nachtleuchtende Wolken also ein weiteres Anzeichen für den Klimawandel? Bis jetzt ist das Spekulation. Auch eine Abhängigkeit von der Sonnenaktivität ist zwar naheliegend, wurde aber bisher nicht zweifelsfrei nachgewiesen. Tatsache ist, dass das Phänomen mehr und mehr das Interesse der Wissenschaftler auf sich zieht: Im Frühjahr 2007 startete die NASA mit AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) einen Satelliten zur Beobachtung des Nachtwolkenphänomens. Mit Spannung darf man auf die Konferenz warten, die Ende August in Fairbanks, Alaska stattfindet. Hier werden einige Dutzend Experten ihre Ergebnisse zusammentragen. Vielleicht kommt dann etwas Licht ins Dunkel der Leuchtenden Nachtwolken.

Oberes Bild: Nachtleuchtende Wolken über dem Berg Salaban, Iran am 19. Juli 2008. Foto: Siamak Sabet, Quelle: www.spaceweather.com

Grafik: Geometrie der NLCs. Obwohl der Beobachter auf der Nachtseite der Erde steht, kann er die hohen, von der Sonne beleuchteten Wolken sehen. Quelle: NASA

Unteres Bild: NLCs über Aachen. 7. Juli 2004, Foto André Müller, www.fotowald.de Das Bild wurde vom Arbeitskreis Meteore zum Bild des Monats Juli 2004 und zum Bild des Jahres 2004 gewählt. Außerdem fand es als EPOD am 5. August 2004 weltweite Beachtung!

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