Hoofdstuk 16 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden', Elmar, Rijswijk 2005
Hoofdstuk 16 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden',
Elmar, Rijswijk 2005
Geregeld tonen satellietbeelden weerspiegelingen van zonlicht op het aardoppervlak en dan met name in het water van zeeën en oceanen. In de zones met zonneglinstering komen soms zaken naar voren, die onder normale omstandigheden aan het oog ontsnappen of onzichtbaar zijn.
 |  |
| 2. Zonneglinstering boven Nederland, de Waddenzee en de Noordzee. De weerspiegelingen in de oppervlaktewateren van Friesland en Noordwest-Overijssel tonen een langgerekt patroon. Boven Polen zijn wolkenstraten (zie hoofdstuk 6, Wolkenstraten) en gesloten cellen (zie hoofdstuk 7, Celvormige bewolkingspatronen) te zien. Datum: 13 juli 2003, middagbaan. Satelliet: NOAA. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland. |
Spiegelgladde
zee
De weerspiegelingen van zonlicht op satellietbeelden manifesteren zich
als heldere, zilverwitte plekken of banen tegen een donkere achtergrond. Deze
achtergrond is boven zeeën en oceanen donker doordat water slechts ongeveer
10 procent van het opvallende zonlicht terugkaatst; dat resulteert in een donkerblauwe,
haast zwarte tint (zie ook hoofdstuk 17, Kleurrijk oceaanwater). Heldere plekken
ontstaan alleen als aan de voorwaarde is voldaan dat satelliet en zon de juiste
positie hebben - ten opzichte van zowel het wateroppervlak als van elkaar - om
de zonnestralen zo van richting te veranderen dat ze de satelliet kunnen bereiken.
Een
volkomen gladde zee fungeert als een perfecte spiegel; in dat geval beslaan de
reflecties van het zonlicht op satellietbeelden een langgerekt, ovaal gebied en
zijn ze uitzonderlijk helder. Ook in rustig oppervlaktewater treden identieke,
felle weerkaatsingen op. De langgerekte lichtvlek heeft een zelfde oriëntatie
als de baan van de overkomende satelliet (beelden 1 en 2).
 | |
| 1. Satellietbeeld met onder andere weerspiegeling van zonlicht boven de Stille Oceaan (rechts). Het beeld is samengesteld uit gegevens van de satellieten Terra en Aqua. De satellieten volgen verschillende banen en komen onder een andere hoek over. Daardoor hebben ook de zones met zonneglinstering verschillende oriëntaties. In Australië woeden bosbranden. De rook ervan waait tot op duizenden kilometers van de brandhaarden over de oceaan uit. Hoofdstuk 13 bevat meer informatie over bosbranden. Datum: 19 januari 2003. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. | 3. De tropische cycloon Frances bij de Bovenwindse Eilanden, 30 augustus 2004. Over het satellietbeeld loopt een zilverwitte band met zonneglinstering. Midden onder in die band bevindt zich een gebied waar de oceaan vrijwel spiegelvlak is. Dat levert enerzijds in het midden van de band een helderder reflectie op, maar veroorzaakt naast die markante weerspiegeling een donker gebied zonder reflecties. Hoofdstuk 3 geeft meer informatie over tropische cyclonen. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. |
Golvend
wateroppervlak
Meestal is het wateroppervlak gerimpeld, wat er in de praktijk
op neerkomt dat er niet één aaneengesloten spiegelend oppervlak
is, maar dat in een bredere strook op het zeeoppervlak van elke golf een deel
de juiste stand kan hebben om reflecties in de richting van de satelliet mogelijk
te maken. Binnen het ovale gebied waar bij windstil weer een felle reflectie op
zou treden, resulteert dit in een afname van de intensiteit van het weerkaatste
zonlicht, al kan de weerspiegeling daar nog steeds erg fel zijn. Buiten het weerkaatsingsgebied-bij-spiegelgladde-zee
bevinden zich nu echter eveneens golven die maken dat een deel van het wateroppervlak
de juiste oriëntatie heeft om reflecties op het satellietbeeld te veroorzaken.
Overigens moet het wel rustig weer zijn; als het zeeoppervlak te ruw is, blijven
duidelijk zichtbare weerspiegelingen uit.
Uiteindelijk toont het satellietbeeld
daardoor bij rustig, maar niet geheel windstil weer een minder felle, maar bredere
witte band: de zone met zonneglinstering. Valt de wind helemaal weg, dan verdwijnt
de weerspiegeling en resteert er een donkere band in een overigens zilverwit gebied
(beeld 3). Dergelijke omstandigheden komen voor in centra van hogedrukgebieden,
die door dit effect gelokaliseerd kunnen worden.
 |  |
| 5. Patroon met zonneglinstering bij noordoostenwind achter de Kaapverdische Eilanden in de Atlantische Oceaan ten westen van de Afrikaanse kust. De eilanden trekken een zilverwit spoor door de oceaan. Datum: 7 maart 2003. Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. |
Luwte
van eilanden
Zonneglinstering maakt niet alleen hogedrukkernen zichtbaar.
Ook verschillen in windsnelheid, ondiepten in zee en golfverschijnselen in de
oceaan verraden hun aanwezigheid in zones met zonneglinstering. Het effect van
verschillen in windsnelheid is geregeld te zien achter vulkanische eilanden in
de oceaan. In sommige gevallen is het relatief beschutte gebied achter het eiland
donker van tint (beeld 4). Dan is er te weinig golfslag en zijn er geen geschikte
golfhellingen om nog reflecties te krijgen van zonlicht naar de satelliet. In
andere gevallen is het zeegebied achter dezelfde eilanden juist lichter (beelden
5 en 6). De zee buiten het beschutte gebied is dan te ruw om als spiegel te kunnen
optreden; in de luwte van de eilanden lukt dat wel.
 |  |  |
| 6. De oostelijk gelegen eilanden van de Hawaï-groep liggen in een zilveren band met zonnespiegelingen. Het wateroppervlak is niet overal in het gebied even rustig of onrustig, zodat sommige gebieden meer zonlicht reflecteren dan andere. De twee meest zuidoostelijk gelegen eilanden van de groep zijn Hawaï of 'Big Island' en Maui. De zuidwestkant van de eilanden is tevens de lijzijde; het water is er rustiger en de zilvertint is helderder. Merk op dat aan de noordoostkant van de eilanden, de loefzijde, de meeste plantengroei optreedt; daar wordt de aangevoerde lucht gedwongen op te stijgen tegen de vulkaanhellingen en valt de meeste regen. Datum: 27 mei 2003. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. | 8. Inwendige golven in het overgangsgebied tussen de Golf van Oman en de Indische Oceaan, zichtbaar gemaakt door zonneglinstering. Linksonder de noordoostpunt van Somalië; de eilanden horen bij Jemen. Datum: 27 augustus 2003. Satelliet: Aqua, middagbaan. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. | 10. Nederland en omgeving, 10 augustus 2003. In de zone met zonneglinstering boven de Noordzee zijn voor de Zeeuwse kust ondiepten zichtbaar. In het Westland lichten broeikassen op. Satelliet: NOAA, middagbaan. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland. Detail: zie onder. |
 a. Inwendige golven doen zich voor onder het wateroppervlak aan het grensvlak tussen lagen met verschillende dichtheden. De dichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen in temperatuur of in zoutgehalte. |
Inwendige
oceaangolven
Inwendige oceaangolven treden niet op aan het wateroppervlak,
maar aan een grensvlak onder water tussen lagen met verschillende dichtheden (figuur
a). De dichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen in temperatuur
of in zoutgehalte. Gewone oppervlaktegolven krijg je als je een steen in het water
gooit of als het gaat waaien. Bij inwendige golven wordt de verstoring meestal
veroorzaakt door het getij. De waterbeweging is in situaties met inwendige golven
het grootst aan het grensvlak waarlangs de golven zich voortplanten en neemt zowel
naar boven als naar onderen af. In eerste benadering veroorzaken de inwendige
golven daardoor geen op- en neergaande bewegingen van het water aan het oppervlak.
Wel treden er in horizontale richting stromingen op langs het oppervlak; in wisselwerking
met de oppervlaktegolven veroorzaken deze stromingen verschillen in de ruwheid
van de zee. Als de golven zich voordoen in een gebied waar toevallig net weerspiegelingen
van zonlicht optreden in het zeeoppervlak, zijn deze ruwheidsverschillen zichtbaar.
In sommige gebieden heeft de zee op het satellietbeeld dan een grijze tint; dat
is het geval op plaatsen waar de zee ruwer is door de wisselwerking van de door
inwendige golven in gang gezette stromingen aan het wateroppervlak en de oppervlaktegolven
zelf. Boven rustiger, maar niet spiegelglad water is de tint lichter.
Tsoenami
Sommige
aardbevingen onder de zeebodem brengen de oceaan erboven in beweging. De golven
die daarbij ontstaan, heten tsoenami's. Op zee worden de golven nauwelijks opgemerkt,
maar in ondiep water neemt de golfhoogte snel toe. Langs de kust vervormen ze
tot een muur van water, die in incidentele gevallen veel schade veroorzaakt en
talrijke slachtoffers eist. Dat was bijvoorbeeld het geval in de Indische Oceaan
op 26 december 2004.
Het rimpelpatroon op beeld 9 voor de kust van Sri Lanka
markeert ongeveer de rand van het continentale plat en wordt veroorzaakt door
wisselwerking tussen diepe golven en de bodem van de oceaan, vermoedelijk teruggekaatste
golven van de tsoenami. De rimpels zijn zichtbaar doordat ze zich voordoen in
een gebied met zonneglinstering.
 |  | |
| 7. Inwendige golven in de Rode Zee tussen Egypte en Saudië-Arabië. Verschillen in de ruwheid van het zeeoppervlak veroorzaken verschillen in de mate waarin zonlicht wordt weerspiegeld; daardoor zijn de inwendige golven zichtbaar geworden. Satelliet: Terra. Datum: 26 juli 2003, ochtendbaan. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. |
| 9. Golven en tsoenamischade bij de zuidwestkust van Sri Lanka. De golven hangen samen met de tsoenami en zijn zichtbaar door zonneglinstering. De bruine tinten van het zeewater bij de kust, veroorzaakt door sediment, puin en wrakstukken, wijzen erop dat ook de westkant van het eiland tsoenamischade opliep, zij het minder dan de oostkant. Golven van tsoenami's buigen namelijk om eilanden heen, zodat ook de van een aardbeving af gerichte kusten gevaar lopen. Datum: 26 december 2004. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC/LaRC/JPL, MISR Team. |
Zandbanken
Satellietbeeld
10 toont een golfpatroon voor de Zeeuwse kust dat veel weg heeft van een patroon
met inwendige oceaangolven. Toch zijn dergelijke golven in dit geval niet de verklaring
voor het patroon; het wordt hier veroorzaakt door banken en ondiepten voor de
kust. Inwendige golven komen in de Noordzee niet voor. Bovendien tonen de oriëntaties
van het patroon op het satellietbeeld en dat van de zandbanken een grote overeenkomst
(vergelijk figuur b). Kennelijk beïnvloeden de ondiepten de golfhellingen
die ter plekke optreden. Ondiepten brengen soms een 'gladheid' van het wateroppervlak
teweeg, die het bijvoorbeeld ervaren vissers mogelijk maakt de banken op zee te
herkennen. Het effect treedt enorm versterkt op bij rustig weer. Golfmetingen
uit het gebied voor de Zeeuwse en Hollandse kust laten zien dat er op 10 augustus
2003, de dag waarop het satellietbeeld betrekking heeft, inderdaad sprake was
van rustig weer. De golven, - voor zover nog aanwezig, - van de gladde zee boven
de zandbanken, bezitten onvoldoende hellingen om nog zonlicht naar de satelliet
te kunnen weerkaatsen. De ondiepten hebben daardoor een tint die donker afsteekt
tegen de omgeving, waar wél reflecties vandaan komen. Zo blijken niet alleen
inwendige golven en golven van een tsoenami, maar ook met ondiepten samenhangende
verschijnselen aan het zeeoppervlak onder 'sunglintcondities' met het blote oog
zichtbaar.
 |  |  |
10a.
Nederland en omgeving, 10 augustus 2003. In de zone met zonneglinstering boven
de Noordzee zijn voor de Zeeuwse kust ondiepten zichtbaar. In het Westland lichten
broeikassen op. Satelliet: NOAA, middagbaan. Beeldbewerking DLR Institut für
Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland. Detailvan figuur 10.b. |
| Weerspiegeling van zonlicht in onder andere Het Kanaal. Rug-assen en andere windstille zones tekenen zich donker af. Datum: 16 april 2003. Satelliet: NOAA-12, middagbaan. Instrument: AVHRR. Beeldbewerking: Université Louis Pasteur de Strasbourg (Frankrijk). (groter) |
Uitstroom
rivieren en broeikaseffect.
De Zeeuwse en Vlaamse zandbanken zijn niet
de enige veroorzakers van effecten in het patroon van zonneglinstering op beeld
10. De uitstroom van rivieren lijkt ook invloed te hebben op de ruwheid van het
zeeoppervlak en daarmee op de totale helderheid van de reflecties van zonlicht.
We zien beïnvloeding van de zonneglinstering bij de uitstroom van de Nieuwe
Waterweg, de Schelde en in mindere mate de Thames. De uitstroom van de Nieuwe
Waterweg is aan de noordzijde vrij schep begrensd. Linksboven bevindt zich een
mistveld dat de zonneglinstering aan het oog onttrekt.
Beeld 10 toont nog
een ander interessant detail. Boven Zuid-Holland, en dan vooral in het Westland,
zijn enkele markante witte vlekken zichtbaar. Ongetwijfeld gaat het hier weer
om weerspiegelingen van zonlicht, ditmaal in daar overvloedig aanwezige glazen
tuinbouwkassen. Evenals delen van golven op een wateroppervlak de juiste helling
kunnen bezitten om zonlicht te weerkaatsen naar de satellietsensor, kan dat het
geval zijn bij de glazen daken van broeikassen. We kunnen dan ook spreken van
een broeikaseffect op satellietbeelden.
Zie ook de tijdschriftartikelen over zonneglinstering/weerspiegeling van zonlicht/sunglint. Terug naar inhoudsopgave.