Het internationale ruimtestation ISS draait met een snelheid van meer
dan 28000 kilometer per uur rond de aarde. Daardoor beleven de astronauten
elke anderhalf uur een zonsopkomst en een zonsondergang. Ze kunnen de
verschijnselen bij laagstaande zon dus 16 keer zo vaak waarnemen en
fotograferen als een waarnemer aan de grond. Wel moeten ze er steeds
snel bij zijn: een zonsondergang duurt in het ruimtestation slechts
een paar seconden. Maar de resultaten zijn er dan ook naar: de kleuren
zijn intenser en de afplatting is groter dan voor een waarnemer aan
de grond.
Roodkleuring en afplatting
Dat komt doordat het zonlicht bij waarneming vanuit de ruimte een langere
weg aflegt door de aardse atmosfeer. En hoe langer die weg, hoe meer
luchtmoleculen en kleine stofdeeltjes het zonlicht in de atmosfeer tegenkomt;
deze moleculen en deeltjes verstrooien het zonlicht. De verstrooiing
is het sterkst voor licht met korte golflengtes, zoals paars en blauw;
bij oranje en rood is de verstrooiing minder. Daardoor kleuren het zonlicht,
de zonneschijf en door de zon beschenen bewolking rond zonsondergang
roder dan overdag.
Ook de sterkere afplatting is terug te voeren op het langere traject
door de dampkring: de atmosferische straalkromming kan namelijk langer
haar werk doen. De straalkromming heeft als effect dat voorwerpen hoger
aan de hemel lijken te staan dan in werkelijkheid het geval is. Hoe
verder van het zenit, des te hoger wordt het voorwerp 'opgetild'. Daardoor
wordt de onderkant van de zonneschijf meer opgetild dan de bovenkant,
zodat het hemellichaam samengedrukt en afgeplat lijkt.
De genoemde verschijnselen treden zowel op bij zonsondergang als bij
zonsopkomst en zijn niet alleen waar te nemen bij de zon, maar ook bij
de -bij voorkeur volle- maan.
Tinten
Figuur 1 geeft een indruk van de kleurenpacht tijdens een vanuit het
ISS waargenomen zonsondergang boven de zuidelijke Indische Oceaan. De
digitale camera is gericht op de rand van de aarde. Het aardoppervlak
linksonder heeft een donkere tint, evenals de wereldruimte rechtsboven.
De kromming van het aardoppervlak is goed te zien. Daarboven zijn de
verschillende lagen van de atmosfeer door kleurverschillen duidelijk
te onderscheiden.
In de troposfeer, de onderste 12 kilometer van de atmosfeer, overheersen
gele en oranje tinten; de bewolking die zich in die laag bevindt, oogt
donker. Tintverschillen zijn terug te voeren op verschillen in bewolking
of de hoeveelheid deeltjes (aerosolen) in de atmosfeer.
In de stratosfeer, die zich boven de troposfeer uitstrekt tot ongeveer
50 kilometer hoogte, bevindt zich doorgaans geen bewolking. Op de foto
heeft de stratosfeer een roze tint. Het blauw van het buitenste gedeelte
van de atmosfeer, met daarin de mesosfeer, de thermosfeer en de exosfeer,
gaat geleidelijk over in het zwart van de wereldruimte (rechtsboven).
In het geval van figuur 1 was de zon voor de fotograaf net onder; hij
is niet in beeld. In de foto van figuur 2, eveneens genomen vanuit het
ISS, is de zon er nog wel. Ook in deze situatie van 3 juni 2007 is de
gelaagdheid van de atmosfeer goed terug te vinden.
Afplatting
Een voorbeeld van afplatting die optreedt als de zon of de maan zich
bij of onder de horizon bevindt, geeft figuur 3. De zon raakt snel overbelicht;
de lichtzwakkere maan geldt als eenvoudiger te fotograferen object.
De foto werd gemaakt op 30 juli 2007; het ISS bevond zich toen boven
de zuidelijke Grote Oceaan. Ook in dit geval is de invloed van de atmosfeer
op het uiteindelijke beeld dat we te zien krijgen, groter dan wanneer
we met beide benen op de grond zouden staan; in de ruimte heb je als
het ware méér atmosfeer.
