Kees Floor. Zenit, maart 2004.

Van tijd tot tijd tonen satellietbeelden weerspiegelingen van zonlicht in zeeën, in oceanen en op oppervlaktewateren boven land (zie artikel 'Schitterend zeewater rond zonovergoten eilanden', elders in dit nummer). De weerspiegelingen hebben gewoonlijk de vorm van een langgerekte streep of band. De oriëntatie van die banden is niet altijd dezelfde, zo leert bijvoorbeeld vergelijking van de richting van de reflectiestrepen in het oppervlaktewater van Nederland op figuur 1a met die op figuur 1b. De oorzaak daarvan ligt in verschillen in de baan die de satelliet volgt.

Figuur 1. Satellietbeelden met onder andere weerspiegeling van zonlicht boven Nederland. (a) tijdens een ochtendbaan, 7 juni 1987 (AVHRR; NOAA/KNMI) en (b) tijdens een middagbaan, 13 juli 2003. (AVHRR; NOAA/DLR).

Polaire satellieten
De beelden van figuur 1 zijn afkomstig van NOAA-satellieten die op 833 km hoogte een bijna cirkelvormige baan volgen die min of meer over de polen loopt. De banen hebben een vaste oriëntatie ten opzichte van de sterren; een omloop duurt ruim 100 minuten. In die tijd draait de aarde onder de satellietbaan door, zodat het spoor van een baan 25 graden meer naar het westen ligt dan dat van de vorige overkomst. De banen zijn zo gekozen dat de satelliet de evenaar steeds passeert op dezelfde plaatselijke tijd; om te compenseren voor de draaiing van de aarde rond de zon, schuift de baan elke dag 0,986 graden op. Door de overkomst steeds rond dezelfde tijd treden nauwelijks veranderingen op in de belichting van het aardoppervlak door de zon op satellietbeelden van opeenvolgende dagen; de beelden kunnen daardoor gemakkelijker met elkaar vergeleken worden. Elke ochtend verschijnt de satelliet vanuit het noorden om na overkomst in zuidelijke richting te verdwijnen. Na een halve omwenteling van de aarde kunnen we de satelliet opnieuw zien overkomen, ditmaal trekt hij van zuid naar noord.
Het diagram van figuur 2 laat zien hoe een waarnemer op de draaiende aarde de satellietbanen waarneemt. In de figuur is te zien dat de satelliet zich nu eens van noord naar zuid overkomt (de ochtendbaan), dan weer in tegenovergestelde richting (de avondbaan). Het diagram toont eveneens dat de noord-zuidbanen een andere oriëntatie hebben dan de tegenovergesteld gerichte banen.

Figuur 2. Banen van polaire satellieten; de oriëntatie van noord-zuidbanen in de ochtend wijkt af van die van zuid-noorbanen in de middag.	Figuur 3. Satellietbeeld met onder andere weerspiegeling van zonlicht boven de Stille oceaan (rechts). De banden met zonneglinstering hebben verschillende oriëntaties. (MODIS).

Reflecties boven Nederland
De oriëntaties van de felle strepen met gereflecteerd zonlicht komen vrijwel overeen met de oriëntaties van de banen in figuur 2. De oriëntatie van de zonnereflecties boven Nederland in het satellietbeeld van figuur 1a spoort met de richting van de noord-zuidbanen, de ochtendbanen dus, in figuur 2. Het gaat hier inderdaad om een ochtendbaan; het satellietbeeld is van 7 juni 1987 rond 8.30 UTC en werd gebaseerd op data afkomstig van een Amerikaanse polaire NOAA-weersatelliet.. De Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) op de satelliet gaf die ochtend de meetwaarden door aan het satellietontvangststation van het KNMI in De Bilt. Voor de presentatie van figuur 1 werden de gegevens gebruikt van het zichtbaarlichtkanaal van het meetinstrument.
Het satellietbeeld van figuur 1b heeft betrekking op de situatie van 13 juli 2003 's middags en is eveneens gebaseerd op NOAA-data. De AVHRR-meetwaarden werden in dit geval bewerkt op het DLR in Oberpfaffenhofen (Duitsland). Daar werden meetwaarden van het zichtbaar licht, het nabij-infrarood en het infrarood gecombineerd, gecorrigeerd voor vervormingen, 'ingekleurd' en, om een betere oriëntatie mogelijk te maken, voorzien van kustlijnen (blauw) en landsgrenzen (rood). Op de aldus bewerkte satellietbeelden is bij onbewolkt weer de zee blauw en het land groen of bruin, afhankelijk van de vegetatie. Koude bewolking is wit, warmere bewolking geel, terwijl doorschijnende sluierbewolking en zeer koude landoppervlakken blauwe tinten krijgen. Op het satellietbeeld van figuur 1b is het aantal tinten beperkt: de zee is blauw, het land groen en de bewolking wit. De kleuren van het water van de Noordzee, de Waddenzee en het IJsselmeer vormen hierop echter een uitzondering; de van oorsprong blauwe tint is 'aangetast' door zonneglinstering. Hoewel deze reflecties van zonlicht uitsluitend geregistreerd kunnen worden in het zichtbaar licht en het nabij-infrarood, - dus niet in het infrarood zelf, - werken ze zeer duidelijk door in het eindresultaat. Vooral op het gedeelte van de Noordzee ten noorden van de Nederlandse Waddeneilanden, op de Waddenzee en boven de waterrijke streken van Friesland en de Kop van Overijssel is de zonneglinstering nadrukkelijk aanwezig. Boven land is de oriëntatie van de heldere strook met zonnespiegeling het best vast te stellen; ze wijkt af van de richting in figuur 1a en spoort ditmaal met de richting van de middagbanen zoals getoond in figuur 2.

Terra en Aqua
Ook uit figuur 3 is af te leiden dat verschillen in satellietbanen terug te vinden zijn in verschillende oriëntaties van de band met zonneglinstering. De figuur toont het oosten van Australië, Nieuw Zeeland en het omliggende zeegebied. Het satellietbeeld is van 19 januari 2003, toen de oostkust van Australië op grote schaal werd geteisterd door bosbranden. De rookpluim van de branden waaiert duizenden kilometers uit over de Stille Oceaan. De figuur is gebaseerd op satellietdata van de Amerikaanse satellieten Terra en Aqua, die beide zijn uitgerust met onder andere een Moderate Imaging Spectroradiometer (MODIS). Deze satellieten van het Earth Observation System (EOS) volgen evenals de NOAA-satellieten van figuur 1, een polaire baan. Ze bevinden zich echter wat lager, op ongeveer 705 km boven het aardoppervlak. De Terra heeft een ochtendbaan, de Aqua komt in de middag over. Een strook die wordt afgebeeld tijdens een overkomst van de satelliet is ook nu weer verschoven naar het westen in vergelijking met een voorgaande baan. Ditmaal sluiten de gebieden die in beeld gebracht worden door één satelliet niet goed aan; daardoor zijn gegevens van twee ochtendbanen van de Terra (van links af de eerste en derde strook) en twee middagbanen van de Aqua (de andere stroken) gecombineerd tot één satellietbeeld. De data van de derde strook met onder andere het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland, werden in de ochtend van 19 januari het eerst ingewonnen, enkele uren daarna kwamen die van de naar het westen opgeschoven eerste strook met onder andere Tasmanië en een deel van Australië. In de middag volgden de data van de Aqua voor strook 4 met het Noordereiland van Nieuw-Zeeland en de ten westen daarvan gelegen strook 2.
De zilverkleurige banden met weerspiegelingen van zonlicht zijn zichtbaar op strook 3, afkomstig van de Terra, en strook 4, afkomstig van de Aqua. Duidelijk is het verschil in oriëntatie te zien: van noordoost naar zuidwest op strook 3 en van zuidoost naar noordwest op strook 4.

Storingen
Het verschil in oriëntatie van de ochtend- en de middagbanen van polaire satellieten is niet alleen af te leiden uit de richting van de weerspiegelingen van zonlicht in oppervlaktewater boven land of in het water van de oceanen. Ook bij storingen in de satelliet, de ontvangstapparatuur of de communicatie tussen beide worden de verschillen zichtbaar. Indien zo'n storing optreedt, komen geen gegevens binnen. Als gevolg daarvan lopen er, afhankelijk van de manier waarop de beeldbewerking plaatsvindt, witte of zwarte 'strepen' door het satellietbeeldbeeld. Elke streep toont het gebied dat de satelliet tijdens de duur van de storing in kaart had moeten brengen en is opgebouwd uit een of meer scans. De scanrichting staat loodrecht op de richting van de satellietbaan; als de ochtendbaan een andere oriëntatie heeft dan de middagbaan, zal dus ook de door een storing veroorzaakte streep op het satellietbeeld van een ochtendbaan een andere richting moeten laten zien dan bij een middagbaan. Op de NOAA-beelden van figuur 4 zien we dat dit inderdaad het geval is. De figuur toont beelden van een ochtendbaan (a) en van een middagbaan (b) van hetzelfde gebied en in dezelfde projectie; ze zijn tot stand gekomen op de manier zoals hierboven beschreven voor figuur 1b. Op het beeld van de middagbaan (figuur 4b) is zonnespiegeling zichtbaar boven Het Kanaal en de Golf van Biskaje. Vooral boven de Golf van Biskaje, waar het in beide situaties onbewolkt was, is door vergelijking met het beeld van de ochtendbaan van figuur 4a goed te zien hoe groot het effect is van weerspiegeld zonlicht. .

Figuur 4. Satellietbeelden met storingen tijdens de ontvangst van een ochtendbaan, 29 augustus 2003 (a) en een middagbaan, 3 september 2003 (b). De strepen geven de scanrichting aan, loodrecht op de baan van de satelliet; ze hebben verschillende oriëntaties. De lichte tint van Het Kanaal en de Golf van Biskaje in figuur 5b wordt veroorzaakt door zonneglinstering (AVHRR; NOAA/DLR).