Nachglühen
Ein Nachleuchten ist ein breiter, hoher Bogen, der gelegentlich am Himmel zu sehen ist. Es handelt sich um ein weißes Licht, das in der dunkleren Hälfte der Dämmerung erscheint. Es wird von feinen Staubpartikeln verursacht, die in der oberen Atmosphäre schweben.
Auftreten eines Nachglühens
Gammastrahlenausbrüche, d. h. Gammastrahlenblitze, werden mit hochenergetischen Explosionen in Verbindung gebracht. Die Ausbrüche treten zu Beginn auf und werden von einem Nachleuchten gefolgt, das bei längeren Wellenlängen emittiert wird. Modelle, die den Ursprung der Gammastrahlung erklären, zeigen, dass auf den anfänglichen Ausbruch allmählich abklingende Emissionen folgen, die durch Kollisionen zwischen den interstellaren Gasen und dem Ausbruch verursacht werden.
Die abklingende Emission wird als Nachleuchten bezeichnet. Es ist schwierig, die Position eines Ausbruchs zu beobachten, und daher war die frühe Suche nach einem Nachleuchten erfolglos. 1997 konnte ein Satellit einen Gammastrahlenausbruch aufspüren und eine abklingende Röntgenemission beobachten, wenn eine Kamera auf den Ursprung des Ausbruchs gerichtet war. Nach dem Abklingen des Gammastrahlenausbruchs konnte mit Hilfe von Tiefenaufnahmen “eine schwache, weit entfernte Wirtsgalaxie an der Stelle des Ausbruchs identifiziert werden, die durch das optische Nachleuchten genau bestimmt wurde” (Vedrenne, 2001).
Die Exposition gegenüber Gammastrahlenausbrüchen in der Erdatmosphäre hat langfristige Auswirkungen. Die Gammastrahlungsenergie verursacht “chemische Reaktionen mit Sauerstoff und Stickstoff, die Stickstoffdioxidgas bilden”. Dieses Gas verursacht einen photochemischen Smog, der den Himmel verdunkelt. Außerdem verhindert es, dass das Sonnenlicht die Erdoberfläche erreicht, was zu einem kosmischen Winter führt und die Ozonschicht abbaut, wodurch die Erde anfällig für jegliche Art von Strahlung wird.
Airglow
Ein Airglow ist ein schwaches photochemisches Glühen in den höheren Teilen der Atmosphäre. Es wird durch den Zusammenstoß von Röntgenstrahlen und geladenen Teilchen der Sonne mit Molekülen und Atomen verursacht. Es tritt vor allem in niedrigen Höhen auf. Das Airglow hat eine grüne Sauerstofflinie, die den Hauptgegenstand der Untersuchungen zum Verständnis des Auftretens und der Entstehung von Airglows darstellt.
Ursache und Auftreten eines Airglow
Die in einem Airglow erscheinende Sauerstofflinie wird von Wissenschaftlern und Spektroskopikern seit Jahrzehnten untersucht. Sie haben zwei unterschiedliche Ansätze für dieses Phänomen entwickelt: die Hypothese der Elektronenanregung und die Theorie der photochemischen Anregung (Bates und Chamberlain, 1996).
Nach der photochemischen Anregung ist die Strahlung im Airglow im Wesentlichen die photochemische Freisetzung von Sauerstoffdissoziationsenergie, die in den unteren Regionen der Thermosphäre gespeichert ist. Es ist erwiesen, dass der Übergang des Sauerstoffs vom molekularen zum atomaren Zustand auf demselben Niveau stattfindet (Khomic, 2010).
Wenn Energie in der Luft deponiert wird, werden die Moleküle angeregt, und infolgedessen reagieren Gase wie Sauerstoff und Stickstoff und bilden Moleküle. Die Moleküle reagieren mit anderen Molekülen und bilden Ozon. Bei Vorhandensein von Luftdampf, der durch die Emission von Wasserstoff gekennzeichnet ist, reagiert das Plasma mit anderen Chemikalien in der Luft. Infolgedessen führt ihr Zusammenstoß mit Röntgenstrahlen zum Auftreten eines Luftglühens.
Alpenglühen
Ein Alpenglühen ist leicht zu beobachten, wenn die Sonne knapp unter dem Horizont steht. Das Licht der Sonne hat keinen direkten Weg zur Erdoberfläche, sondern reflektiert Wasser, Schnee oder Eispartikel. In diesem Szenario ist ein normaler Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang vom Alpenglühen getrennt. Wenn es keine Berge gibt, werden stattdessen die Aerosole des Himmels beleuchtet.
Zur Definition des Alpenglühens sind sich die Wissenschaftler einig, dass es sich um eine diffuse und indirekte Beleuchtung handelt, die durch Brechung infolge von Feuchtigkeit und Schadstoffen in der Atmosphäre entsteht. Es tritt oft vor Sonnenaufgang oder kurz nach Sonnenuntergang auf. Der Himmel sieht rot aus und leuchtet schließlich. In den Niederungen ist sie nur von kurzer Dauer und wird daher nicht oft beobachtet.
Vorkommen
Die roten Lichtwellen sind in der Regel die längsten im sichtbaren Spektrum der elektromagnetischen Energie, und sie bewegen sich auch am langsamsten. Wenn sich das Licht durch die Atmosphäre bewegt, wird die blaue Farbe absorbiert. Die langsamere rote Farbe wird nicht stark absorbiert und erscheint daher im elektromagnetischen Spektrum. Wenn die Sonne unter- oder aufgeht, ist am östlichen Himmel eine Farbabstufung zu beobachten, die orange-rot oder violett ist.
Der Farbübergang ist eigentlich die horizontale Ansicht der Linie zwischen Tag und Nacht. Das orange-rote Licht ist das Licht des Sonnenuntergangs, das bei Sonnenuntergang weiter in den Himmel steigt. Das violette Licht ist der Erdschatten, der in den Himmel steigt. Berge erhalten das rote Licht, da sie höher sind und auch die Wolken nach Sonnenuntergang beleuchten können (Dickson, 1988).
Blauer Blitz
Blaue Blitze entstehen auf ähnliche Weise wie grüne Blitze und sind schwieriger zu erkennen, weil sie mit dem umgebenden Himmel, der ebenfalls blau ist, verschmelzen. Sie entstehen durch die spektrale Emission angeregter Moleküle in der Luft, insbesondere bei Sauerstoff und Stickstoff. Die Moleküle fallen in den Gleichgewichtszustand zurück und erzeugen dadurch ein blaues Licht. Das Licht wird oft mit der Tscherenkow-Strahlung in Verbindung gebracht, da es eine ähnliche Farbe hat. Darauf folgt in der Regel eine Hitzewelle, ein physikalischer Effekt, der auf die Erwärmung durch die während des Ereignisses emittierte Energie zurückzuführen ist.
Ursache und Auftreten eines blauen Blitzes
“Luft ist ein lichtbrechendes Medium und beugt daher das Licht. Die Biegung wird immer stärker, je mehr sich das Licht der Erdoberfläche nähert und je höher die Luftdichte ist. Bei Sonnenuntergang wird das Bild der Sonne um etwa ein halbes Grad über ihre normale Höhe angehoben. Außerdem beugt die Luft als dispersives Medium das Licht verschiedener Frequenzen und Mengen” (Vedrenne, 2001).
Wenn man den Sonnenuntergang mit einem Teleskop betrachtet, sieht man, dass die blaue Scheibe höher ist als die rote Scheibe. Da das Auflösungsvermögen des bloßen Auges bei einer Entfernung von 1 km nur 50 cm beträgt, erklärt dies, warum der blaue Streifen nicht am höchsten Punkt der Sonne zu sehen ist.
Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang legen die Sonnenstrahlen eine viel längere Strecke durch die Atmosphäre zurück. Das Licht, das die Erde erreicht, hat bereits einen großen Teil der blauen Farbe entfernt, was die Sonne rot erscheinen lässt.Aufgrund des Mangels an blauem Licht kommt es zu einer Verschiebung des Reizes in Richtung Gelb, wodurch die gelbe Farbe mehr erscheint als die blaue.
Es ist bekannt, dass, wenn die Augen einen kleinen Lichtfleck sehen, der kleinere Fleck eine Farbverschiebung erfährt, und zwar in Richtung der Farbe, die zu der des größeren Flecks komplementär ist (Vedrenne, 2001), so dass der große Himmel, der sich zu einem grünlich-gelben Fleck ausdehnt, eher blau-grün erscheint und schließlich als grün wahrgenommen wird. Ein blauer Blitz erscheint, wenn die Atmosphäre absolut klar ist, so dass die “Streuung nicht viel von der blauen Komponente abnimmt” (Vedrenne, 2001).
Der grüne Blitz ist schwer fassbar, weil sein Brechungsindex beim Auftreffen auf die Erdoberfläche ohne Unterbrechung höher wird. “Der Gradient des Brechungsindexes sollte höher sein, um die Dispersion der Farben zu beschleunigen” (Vedrenne, 2001). Aufgrund von Turbulenzen in der Atmosphäre, wie z. B. Temperaturanomalien, kommt es zu einer anormalen Brechung, die in der Regel zu einem verwirrenden Farbverlauf führt.
Erdbebenleuchten
Ein Erdbebenlicht ist eine anormale Leuchterscheinung, die am Himmel oder in der Nähe von Regionen mit tektonischen Spannungen, seismischer Aktivität und/oder Vulkanismus auftritt, und zwar unmittelbar vor oder während eines Erdbebens. “Wie viele Lichterscheinungen am Himmel sind auch die Erdbebenlichter ein Rätsel”. Niemand kann eindeutig sagen, warum oder wie sie zustande kommen. Die Lichter erscheinen mehrfarbig und sind während des Ereignisses meist heller als davor oder danach.
Im Gegensatz zu anderen Phänomenen, bei denen die Möglichkeit einer Verwechslung besteht, existieren die Lichter schon seit geraumer Zeit. Nachforschungen ergaben, dass die Lichter bis 1930 nicht auftraten, als in Japan ein Erdbeben stattfand (Freund, 2004). Es wird vermutet, dass die Lichter aufgrund von Gasen, die während der Erdbeben freigesetzt werden, oder aufgrund ihrer Kräfte auftreten.
Auftreten von Erdbebenleuchten
Zu den vorgeschlagenen Mechanismen, die das Auftreten von Erdbebenlichtern erklären, gehören Piezoelektrizität, Sololumineszenz und Wärme aufgrund von Reibung, Exoelektronenemissionen und Elektrokinetik. Die piezoelektrische Aktivität wird durch Spannungen innerhalb der Verwerfungszone, Ionisierung durch Radon, Tribolumineszenz durch aneinander reibendes Gestein und die Freisetzung von Methangas verursacht.
Methangas erklärt das Auftreten von Licht sowohl vor als auch während eines Erdbebens. Man geht davon aus, dass Teile des eingeschlossenen Gases aus dem Boden austreten und sich möglicherweise aufgrund der Reibung im bewegten Gestein entzünden. Große Mengen an Methangas sind jedoch nicht in allen Regionen, in denen Erdbebenlichter auftreten, weit genug verteilt. Die Radon-Ionisierung spielt auch bei preseismischen und paranormalen Aktivitäten eine wichtige und entscheidende Rolle, wird aber nicht als Modell betrachtet.
Dies liegt daran, dass keine ausreichenden Zufallswolken erzeugt werden, die eine ausreichende Ionisierung für sichtbares Leuchten ermöglichen. Je nach den verschiedenen Beschreibungen des Lichtereignisses können die Erdbebenlichter als physikalisches Phänomen oder als spirituelle Erscheinung betrachtet werden. In einem Land wie Japan, in dem die Lichter häufig auftreten, gibt es beispielsweise Entitäten, die das Auftreten der Lichter mit Geistern in Verbindung bringen (Ahrens & Donald, 2009).
Polarlichter
Es handelt sich um natürliche Lichterscheinungen, die vor allem in großer Höhe am Himmel auftreten. Sie werden hauptsächlich durch Zusammenstöße von energetisch ionisierten Molekülen mit Atomen in den höheren Lagen der Atmosphäre verursacht. An ihren unteren Rändern haben sie eine vorhangartige Form. Die Lichter treten in den ringförmigen Regionen um den Süd- und Nordpol auf. In Alaska kann man diese Lichter besonders gut in Fairbanks beobachten.
Vorkommen – Aurora borealis und australis
Die Aurora Borealis sind Lichter, die in den nördlichen Breitengraden auftreten und daher nach der Göttin der Morgenröte benannt sind, während die Aurora Australalis Lichter sind, die am Südpol zu sehen sind. Beide Lichter werden durch sich sehr schnell bewegende Elektronen in den Atomen der oberen Erdatmosphäre verursacht, insbesondere in Sauerstoff und Stickstoff. Dabei werden die Atome ionisiert, und wenn sie zur Normalität zurückkehren, erzeugen sie überschüssige Energie in Form von sichtbaren Elektronen. Die sich schnell bewegenden Elektronen stammen von der Sonne.
Geladene Teilchen treffen ständig auf die Erde und werden daher “durch das Magnetfeld der Erde abgelenkt” (Ahrens&Donald, 2009). Sie bewegen sich entlang der Feldlinien, und einige von ihnen interagieren schließlich mit den Magnetfeldlinien. Wenn sie das Feld durchschneiden, erzeugen sie einen Strom, der die Erzeugung einer großen Menge an Energie ermöglicht.
Dieser Strom führt zu einem ziemlich instabilen Zustand in der Magnetosphäre. Mit der Zeit entlädt sich ein Teil dieses Stroms, so dass sich die Elektronen in der Magnetosphäre in Richtung der Pole und durch die obere Atmosphäre der Erde bewegen. Wenn sie die Atmosphäre erreichen, werden sie im Wesentlichen mit Sauerstoff und Stickstoff bombardiert. Dabei springen die Atome in hochenergetische Orbitale.
Dieser Zustand ist für die Atome ziemlich instabil, so dass sie schneller in ihre normalen Orbitale zurückkehren. Da eine große Anzahl dieser Atome von einem Zustand mit höherer Orbitalenergie in einen Zustand mit niedrigerer Orbitalenergie übergeht, erzeugen sie genügend Licht, das sogar von Menschen, die sich an strategischen Orten auf der Erde aufhalten, mit bloßem Auge gesehen werden kann.
Schlussfolgerung
Die meteorologischen Studien betreffen alle Lebewesen auf unserem Planeten. Die verschiedenen Phänomene sind für die Vorhersage von Wettermustern und Stürmen von Bedeutung, was wiederum bei der Bestimmung von Problemen und Faktoren wie der Zerstörung der Ozonschicht und der Verknappung unserer Wasservorräte hilfreich ist. Sie geben uns Hinweise darauf, wie wir in Harmonie mit unserer Umgebung arbeiten können, und informieren uns über die Mechanismen, die hinter dem Auftreten von Naturphänomenen stehen.
Referenzen
Ahrens, C. &Donald, G. (2009). Meteorologie heute. Belmont: Brooks Publishers.
Bates, A. & Chamberlain, H. (1996). Magnetic changes associated with crustal activity, New York: Sons Ltd.
Chapman, A. A. (2001). Astronomy.New York: Walters’s Ltd.
Dickson, T. (1988).Exploring the sky by day: The Equinox Guide to weather and atmosphere. Toronto: Firefly Books Ltd.
Freund, F.(2004).Charges in the electrical conductivity of igneous rocks, the generation of ground currents.New York: Penguin Publishers Ltd.
Khomic, V. (2010).Airglow as an indicator of upper atmospheric structure and dynamics. Moskau. Springer Publishers Ltd.
Vedrenne, A. (2001).Der blaue Blitz. Toronto: New Books Production.