Kees Floor, Meteorologica september 2015
Kees Floor, Meteorologica september 2015
Zonsverduisteringen laten hun sporen achter op satellietbeelden in het zichtbaar licht. Het deel van het beeld dat wordt gescand tijdens een totale of gedeeltelijke verduistering, is dan namelijk onderbelicht. Hoe zit dat eigenlijk bij maansverduisteringen? Binnenkort, op 28 september, kunnen we er weer een waarnemen. Gaan we daarvan op satellietbeelden ook iets terugzien?
Op 20 maart van dit jaar vond een zonsverduistering plaats, die op locaties als Faeröer en Spitsbergen totaal was. In Nederland en België was de verduistering gedeeltelijk, maar door de aanwezigheid van bewolking was het verschijnsel op de meeste plaatsen niet of niet goed te zien. Aardobservatiesatellieten slaagden er, net als bij eerdere gelegenheden, wél in de verduistering, althans de gevolgen daarvan voor de belichting van het aardoppervlak en de bewolking daarboven, vast te leggen.
Geostationaire satellieten
Beelden van METEOSAT en andere geostationaire satellieten tonen tijdens zonsverduisteringen
een donkere vlek in het gebied waar de maanschaduw zich bevindt, of, beter,
waar de intensiteit van het zonlicht sterk is afgenomen. De vlek is het best
te zien bij voldoende afstand van de randen van het gezichtsveld van de satelliet
en tegen een goed contrasterende achtergrond. Zo'n geschikte achtergrond kan
woestijnzand zijn, zoals dat van de Libische woestijn tijdens de totale zonsverduistering
van 29 maart 2006 (figuur 1) of bewolking, zoals tijdens de ringvormige zonsverduistering
van 20-21 mei 2014 boven het noordelijk deel van de Grote Oceaan (figuur 2).
Figuur 3 geeft het METEOSAT-beeld van 20 maart 2015 09:30 UTC, rond het maximum
van de meest recente zonsverduistering. De met de eclips samenhangende schaduwzone
ligt over IJsland, de Faeröer en de omliggende zeegebieden; dat is niet
optimaal, want tamelijk dicht bij de rand van het gezichtsveld van de geostationaire
satelliet. Andere beelden van die dag laten zien dat in dat gebied bewolking
en opklaringen elkaar afwisselen. Waar het zonlicht het laat afweten is het
onderscheid tussen wolken en zeeoppervlak aan de hand van figuur 3 overigens
niet te maken; ten westen en ten noorden van de schaduwvlek is daarvoor wél
voldoende zonlicht beschikbaar. Wie in dit geval moeite heeft de maanschaduw
te vinden, kan zijn toevlucht nemen tot animaties die zijn gemaakt op basis
van opeenvolgende beelden van geostationaire satellieten.
 |
 |
 |
|
|
|
Zonsynchrone satellieten
Ook op de beelden van op het juiste moment overkomende polaire satellieten,
zoals de Suomi NPP (VIIRS) en de Terra (MODIS), laten zonsverduisteringen sporen
achter. De baan van deze satellieten noemt men ook wel zonsynchroon; die is
namelijk zo gekozen dat het aardoppervlak en de bewolking daarboven tijdens
opeenvolgende omlopen van de satelliet op min of meer gelijke wijze door de
zon worden belicht. Aan de composietbeelden die worden samengesteld uit data
van twee of meer overkomsten, valt ons dan meestal niets bijzonders op. Tijdens
zonsverduisteringen is er wel iets raars: een van de banen is donkerder dan
alle andere, doordat er onvoldoende zonlicht beschikbaar was voor een normale
belichting. Een gedeeltelijke verduistering is al voldoende om dit effect te
bewerkstelligen; het is onder andere te zien op figuur 4. Dit satellietbeeld
van 20 maart 2015 is samengesteld uit VIIRS-data verzameld tijdens zes opeenvolgende
omlopen van de satelliet Suomi NPP. Bij het scannen van de donkergetinte band
bevond de satelliet zich om 10:00 UTC rechtsonder boven het Arabisch schiereiland
en om 10:15 UTC boven het zeegebied ten westen van Spitsbergen, waar de tinten
het donkerst zijn. De omlooptijd van de satelliet bedraagt iets meer dan 100
minuten. Tijdens de omliggende omwentelingen trok de satelliet rond 08:35 UTC,
voor de zonsverduistering daar begon, over Spitsbergen, en kort voor 12:00 UTC,
toen de eclips al voorbij was, over het zeegebied tussen Groenland en Spitsbergen.
Daardoor is op slechts één omloop het effect van de maanschaduw
zichtbaar.
Composietbeelden van 20 maart die gebaseerd zijn op MODIS-data van de Terra-satelliet,
vertonen eveneens een donkere baan. Het verduisteringseffect is op figuur 5
te zien boven de Noordelijke IJszee, de Barentszzee, Scandinavië en de
Noorse Zee. Rond de Barentszzee zijn op het satellietbeeld de kustlijnen van
Spitsbergen, Nova Zembla, het Russische schiereiland Kola en Lapland zichtbaar.
De Terra bevond zich boven de Barentszzee om 10:45 UTC. De omlooptijd van de
satelliet bedraagt ook nu weer ongeveer 100 minuten. Tijdens de voorafgaande
omwenteling trok de satelliet 09:05 UTC, voor de zonsverduistering daar begon,
langs Nova Zembla. Bij de op de verduisterde baan volgende omloop bevond de
Terra zich na afloop van de eclips om 12:25 UTC boven de Noorse Zee tussen IJsland
en Noorwegen. Daardoor vertoont ook het MODIS-beeld slechts één
door de verduistering beïnvloede, donkere baan.
 |
 |
|
|
Maansverduistering
In het voorgaande zagen we dat zonsverduisteringen hun optreden verraden op
satellietbeelden in natuurlijke kleuren. Dat roept de vraag op of we bij maansverduisteringen
ook effecten kunnen verwachten. Zo is er op 28 september 2015 vanuit Nederland
en België een totale maansverduistering zichtbaar; heeft het in dit geval
ook zin om achteraf naar sporen daarvan op satellietbeelden te zoeken?
Van de beelden in het zichtbaar licht van overdag hoeven we in dit opzicht uiteraard
weinig te verwachten. Anders ligt dat bij satellietbeelden waarbij maanlicht
als lichtbron fungeert, zoals die van het dag/nachtkanaal (DNB) van de VIIRS
op de satelliet Suomi NPP. Tijdens een maansverduistering wordt het naar DNB-maatstaven
overvloedige licht van de volle maan enige tijd sterk gedimd. Op DNB-beelden
die zijn opgebouwd uit drie of meer stroken waarvan de meetgegevens tijdens
enkele opeenvolgende omlopen van de satelliet zijn verzameld, zal de belichting
van de stroken tijdens de maanverduistering sterk teruglopen, net als dat bij
de 'gewone' zichtbaarlichtbeelden tijdens zonsverduisteringen het geval is.
Figuur 6 geeft een voorbeeld van een DNB-beeld tijdens de in de Verenigde Staten
en op de Grote Oceaan zichtbare maansverduistering van 8 oktober 2014. Op de
meest rechtse strook zien we - voor zover de bewolking het toelaat - de Amerikaanse
oostkust, Florida en enkele van de Grote Meren. De strook werd gescand rond
08:10 UTC, voor de maansverduistering begon. De donkerder strook ernaast werd
afgetast rond 09:50 UTC. Hoewel de verduistering toen nog niet totaal was, is
het effect van de gedeeltelijke verduistering duidelijk zichtbaar. De strook
toont onder andere de Amerikaanse westkust, die doorloopt op de donkerste strook,
die het met het minste maanlicht moest doen. Ze werd gescand rond 11:30 UTC,
net na afloop van de totale verduistering. Op de meest linkse strook van 13:10
UTC is de belichting door de volle maan weer normaal.
We mogen dus verwachten dat we te zijner tijd op satellietbeelden van 28 september
die gebaseerd zijn op data van het dag/nachtkanaal (DNB) van de VIIRS of vergelijkbare
instrumenten, effecten van de maansverduistering van die dag kunnen terugvinden.
6. VIIRS-DNB satellietbeeld van de Verenigde Staten en de
Grote Oceaan tijdens de totale maansverduistering van 8 oktober 2014.
Bij de constructie van het beeld zijn data gebruikt van 4 opeenvolgende omlopen
van de polaire satelliet Suomi NPP. Bron: NASA/ C. Kyba.
