Maanschaduw in beeld
Kees Floor, Zenit maart 2015. Internetversie met meer afbeeldingen.

Binnenkort vindt er weer een totale zonsverduistering plaats. Om staande in de schaduw van de maan de volledig verduisterde zon optimaal te kunnen waarnemen, moet je je op het juiste moment - 20 maart 2014 's ochtends - op de juiste locatie - in dit geval bijvoorbeeld Faeröer of Spitsbergen (figuur 1) - bevinden. Je hoopt op onbewolkt weer of op z'n minst in de richting van de zon wat gaten in de bewolking.
Voor de aardobservatiesatellieten waarmee men de positie of de baan van de schaduw van de maan wil vastleggen, geldt deels hetzelfde: ook zij moeten op het goede moment een juiste positie hebben. Een onbewolkte hemel, zo belangrijk voor de waarnemer bij het aardoppervlak, is echter geen must. Tijdens een zich hoofdzakelijk boven zee afspelende eclips, zoals die van 20 maart aanstaande, kan het zelfs beter bewolkt zijn. De schaduw van de maan is op helder witte bewolking namelijk veel beter zichtbaar dan op het donkere oceaanwater (vergelijk figuur 2, eclips van 20-21 maart 2012 op het noordelijk deel van de Grote Oceaan). Boven land hebben we die bewolking niet altijd nodig om mooie satellietbeelden te krijgen. Een donkere maanschaduw contrasteert vooral duidelijk tegen lichter woestijnzand, bijvoorbeeld dat van de Libische woestijn, zoals we op 29 maart 2006 konden zien (figuur 3).

1. De eclips van 20 maart 2015. Bron: NASA.

2. Maanschaduw op bewolking boven het noorden van de Grote Oceaan tijdens de ringvormige zonsverduistering van 21 mei 2012, 00:00 UTC, waargenomen door de Japanse geostationaire satelliet MTSAT-2. Bron: PHL @ UPR Arecibo, NASA, EUMETSAT, NERC Satellite Receiving Station, University of Dundee.

3. Maanschaduw op de Libische woestijn tijdens de totale zonsverduistering van 29 maart 2006, waargenomen door de Europese geostationaire satelliet METEOSAT. © EUMETSAT 2006.

(MTSAT-1 beeld van de zonsverduistering van 22 juli 2009)
(Meer over de zonsverduistering van 29 maart 2006)
METEOSAT-animatie van de zonsverduistering van 3 november 2013.
Meer METEOSAT-animaties van zonsverduisteringen.

Geostationair
Bij de aardobservatiesatellieten waarmee we de maanschaduw willen waarnemen, moeten we een onderscheid maken tussen geostationaire satellieten, die op 36 000 kilometer hoogte op een vast punt boven de evenaar staan, en (quasi-)polaire satellieten, die op een hoogte van ongeveer 800 kilometer een baan volgen die min of meer over de poolgebieden voert.
De Faeröer, een geliefde waarneemlocatie voor de zonsverduistering van 20 maart, bevinden zich in het gezichtsveld van de Europese METEOSAT, die daardoor, net als bijvoorbeeld op 29 maart 2006 (figuur 3), de geostationaire satelliet-van-dienst is. Bij de in figuur 2 afgebeelde zonsverduistering van 20-21 maart 2012 boven het noordelijk deel van de Grote Oceaan, was deze rol weggelegd voor de Japanse geostationaire satelliet MTSAT-2.
Animaties van een over het aardoppervlak voortbewegende maanschaduw zijn altijd gebaseerd op gegevens van geostationaire satellieten; ze hebben namelijk steeds hetzelfde gebied in het vizier en kunnen elk half uur, soms zelfs elke 10 minuten, een nieuw beeld voor zo'n animatie leveren. De poolstreken vallen buiten het gezichtsveld van de geostationaire satellieten; zonsverduisteringen zoals die van 13 november 2003 boven Antarctica, zijn op de beelden van die satellieten dus niet terug te vinden. Gelukkig maken de quasi-polaire satellieten relatief frequent beelden van de poolgebieden, zodat er van de genoemde zonsverduistering toch beeldmateriaal verkrijgbaar is (figuur 4).

4. Totale zonsverduistering boven Antarctica, 23 november 2003. Satelliet: Terra. Instrument: MODIS. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

5. SeaWiFS satellietbeeld in natuurlijke kleuren van de maanschaduw op de Grote Oceaan tijdens de gedeeltelijke zonsverduistering van 22 juli 2009. Bij de constructie van het beeld zijn data gebruikt van 9 opeenvolgende omlopen van de polaire satelliet Orbview-2. Bron: NASA. (meer SeaWiFS-beelden met maanschaduw)

6. Modis-Terra satellietbeeld in natuurlijke kleuren van de maanschaduw op Alaska tijdens de gedeeltelijke zonsverduistering van 23 oktober 2014. Bij de constructie van het beeld zijn data gebruikt van 4 opeenvolgende omlopen van de polaire satelliet Terra. Bron: NASA.

 
(Meer beelden van de zonsverduistering van 22 juli 2009)
( Meer SeaWiFS-beelden van zonsverduisteringen)
 

Polair
Satellietbeelden van zonsverduisteringen uit het verleden zijn dus ook beschikbaar van polaire satellieten. Vooral wanneer die beelden een groter gebied bestrijken, bestaan ze uit drie of meer stroken waarvan de data tijdens enkele opeenvolgende omlopen van de satelliet zijn verzameld (vergelijk figuren 5-7). Op een van die stroken zien we dan het onderbelichte aardoppervlak of de onderbelichte bewolking daarboven; deze onderbelichting is een gevolg van het overtrekken van de schaduw van de maan. De omliggende stroken zijn steeds normaal belicht. Het effect is al te zien bij gedeeltelijke zonsverduisteringen, zoals bijvoorbeeld die van 23 oktober 2014 boven Alaska (figuur 5). Het beeld is gebaseerd op data afkomstig van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) op de Amerikaanse aardobservatiesatelliet Terra. Op dit moment kunnen ook de MODIS op zustersatelliet Aqua en de recentere Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) op dochtersatelliet Suomi NPP beelden in natuurlijke kleuren van de schaduw van de maan op het aardoppervlak of de bewolking daarboven leveren. Zo toont figuur 6 een op VIIRS-data gebaseerd satellietbeeld van de hybride zonsverduistering van 3 november 2013 boven Afrika. Merk op dat de waargenomen stroken goed aansluiten; bij beelden van oudere instrumenten, zoals SeaWiFS (figuur 5) en MODIS (figuur 6) is dat niet het geval.
Gegevens van polaire satellieten waarop satellietbeelden in natuurlijke kleuren kunnen worden gebaseerd, zijn op dit moment beschikbaar van de Amerikaanse aardobservatiesatellieten Terra, Aqua en Suomi NPP. Gezien het tijdstip waarop de zonsverduistering van 20 maart zich zal voltrekken, heeft de Terra van de drie polaire satellieten de beste papieren om nog een glimp van de maanschaduw op te kunnen vangen. Beelden van maanschaduw van de METESAT kunnen we echter vrijwel zeker tegemoet zien.

7. VIIRS satellietbeeld in natuurlijke kleuren van de maanschaduw op Afrika tijdens de totale
zonsverduistering van 3 november 2013. Bij de constructie van het beeld zijn data gebruikt van 4
opeenvolgende omlopen van de polaire satelliet Suomi NPP. Bron: NASA.
Zonsverduistering van 29 maart 2006,
waargenomen door de MERIS op de
Europese polaire satelliet Envisat. Bron: ESA.
Meer over de zonsverduistering van 3 november 2013.
Meer over de zonsverduistering van 29 maart 2006.