Introductie

Op deze pagina staat een aantal optische en astronomische verschijnselen beschreven die voor, tijdens en na de schemering voor kunnen komen. Een aantal van deze verschijnselen is het hele jaar door te zien, maar sommige niet zo vaak. Hieronder beschrijf ik wat je op de vroege ochtend kunt zien. Je kunt alles ook 's avonds zien, hoewel sommige verschijnselen vaker 's morgens te zien lijken te zijn. Ook de volgorde van de verschijnselen is dan natuurlijk omgekeerd aan die hier beschreven.

Zodiakaallicht

Het zodiakaallicht kan soms opmerkelijk helder zijn. Het strekt zich langs de ecliptica uit en ziet eruit als een iets taps toelopende lichtzuil.

Je plezier in het waarnemen van de natuurverschijnselen begint 's morgens vroeg ongeveer 2 tot 3 uur voor zonsopkomst. In het najaar heb je een redelijke kans om het (soms prachtig mooie) zodiakaallicht te zien, als een schuine kolom licht die ongeveer zo helder is als de Melkweg. Deze kolom komt uit het oosten uit de horizon en strekt zich langs de ecliptica uit. Het zodiakaallicht ontstaat door verstrooiing van zonlicht door interplanetair stof in het zonnestelsel. Op de meest optimale momenten, net voor astronomische schemering begint, is het zodiakaallicht zelfs 1 tot 2 magnituden helderder dan de Melkweg, en kan daarom zeer indrukwekkend zijn.

De reden dat het zodiakaallicht 's morgens vroeg in het najaar goed te zien is, is omdat op dat moment de ecliptica zo steil mogelijk uit de oostelijke horizon komt. Het is in het najaar net enkele maanden na de zomer, en de zon is dan een stuk over de ecliptica naar het oosten bewogen, zodat het zomerpunt van de ecliptica dus hoog in het zuiden staat net voordat het begint te schemeren. Evenzo is het zodiakaallicht 's avonds laat in het voorjaar goed te zien. Als je op het zuidelijk halfrond zou wonen zou dit net omgekeerd zijn, maar de seizoenen zijn ook verwisseld, dus deze waarneemtijden gelden alsnog - hoewel het voorjaar en najaar dan beter lente en herfst genoemd kunnen worden.

Zodiakale lichtbrug

Als het buitengewoon helder is, en je bent goed met je ogen aan het donker gewend, kun je zien dat het zodiakaallicht zich helemaal naar het zuiden uitstrekt, en zelfs dat de gehele ecliptica vaag gloeit met een vage gloed. Dit is het beste te zien rond middernacht. Deze gloed heet de zodiakale lichtbrug en is zeer moeilijk waar te nemen. De gloed is het sterkst in het tegenzonnepunt; dit is het oppositielicht, ook wel de gegenschein genoemd in het Duits. Ik denk dat het observeren van de zodiakale lichtbrug en het oppositielicht in Nederland vrijwel nooit mogelijk is wegens de lichtvervuiling, maar het valt te proberen, zeker op de donkere heide of in een polder ver van steden. Je moet je ogen zeker 30 minuten aan het donker laten wennen.

Naarmate de ochtend vordert wordt het zodiakaallicht aan de oostelijke horizon steeds helderder. Bij aanvang van de astronomische schemering kan het zelfs zo licht zijn dat het schaduwen werpt. Dit is waarom het zodiakaallicht ook wel valse schemering heet. Het lijkt of het al sterk schemert in het oosten, terwijl dat niet zo is.

Een fisheye-opname van het zodiakaallicht, gefotografeerd in New Mexico in de VS. Op de foto strekt het zich meer dan 90o langs de ecliptica uit. Mogelijk poollicht (links) en de schemeringsboog (onder) zijn ook te zien.

Astronomische schemering en het ontstaan van de schemeringsboog

Wanneer de zon 18^o onder de horizon staat begint de astronomische schemering. (In de zomer in Nederland staat de zon de gehele nacht niet lager dan ongeveer 15^o onder de horizon, dus in dit jaargetijde blijft het schemeren.) In het najaar en voorjaar begint de astronomische schemering ruwweg anderhalf uur voor zonsopkomst. Niet lang daarna zul je zien dat de oostelijke horizon net ten noorden van het zodiakaallicht begint te gloeien.

Een minuut of 20 later begin je kleuring te zien in de schemeringsboog. Het is eerst zeer flets roodachtig aan de horizon, en gelig daarboven. Het is in het begin moeilijk te zien. Niet lang daarna begint de nautische schemering.

Nautische en burgerlijke schemering

Nautische schemering begint wanneer de zon 12^o onder de horizon staat. Het is op dit moment nog te donker om te lezen, maar de omgeving is al redelijk goed te zien. De Melkweg begint te verdwijnen in de schemering, en het zodiakaallicht is met moeite nog te zien hoger aan de hemel in het oostzuidoosten. Net voor nautische schemering is een mooie tijd om het zodiakaallicht te fotograferen, want de rode schemeringsboog (waarvan je zelf de kleuren nog niet ziet) komt dan mooi samen met het zodiakaallicht op de foto.

De schemeringsboog kan een grote verscheidenheid aan kleuren hebben. Het meest algemene is een volgorde van rood-oranje-geel-paars-blauw van de horizon af omhoog. Het paars heet het purperrood en strekt zich voor enkele minuten over een groot deel van de hemel uit, tijdens de burgerlijke schemering.

Kleuring van de schemeringsboog

Op het moment dat (het midden van) de zon 6^o onder de horizon staat begint de burgerlijke schemering, en op dit moment begint het echt interessant te worden. Ook voltrekken de verschillende verschijnselen zich van nu af aan sneller. Het zodiakaallicht is niet meer te zien, en de schemeringsboog reikt bijna van noord naar zuid. Als je geluk hebt zijn Venus en Mercurius nu ook te zien, of misschien een bijna nieuwe maan als een dunne sikkel.

Misschien zie je een vleermuis voor de schemeringsboog, die naar huis gaat om te slapen. Als je ver van de beschaving verwijderd bent en er staat geen wind, is de omgeving op dit moment van de dag doodstil. Deze stilte is soms haast beklemmend; je kunt zelfs het bloed in je eigen oren horen stromen!

Purperrood

Ongeveer 20 minuten voor zonsopkomst begint de schemeringsboog boven het punt waar de zon staat, misschien een paarse gloed te krijgen. Dit paars is aanvankelijk ongeveer 5^o tot 10^o hoog en strekt zich ongeveer 40^o tot 60^o in azimut uit langs de horizon. Dit heet het purperrood, en ontstaat door dieprood zonlicht dat op een hoge laag stof (rond 16 kilometer hoogte) in de atmosfeer schijnt. Dit purperrood kan in zeldzame gevallen, zeker na grote vulkaanuitbarstingen, zeer indrukwekkend zijn; het kan lijken alsof de gehele oostelijke horizon in brand staat.

Schemeringsstralen worden geprojecteerd op het purperrood. Deze stralen zijn vrij zeldzaam. De stralen ontstaan meestal door wolken die zich achter de horizon bevinden en die het zonlicht, dat het purperrood veroorzaakt, blokkeren. De stralen zijn meestal te zien als blauwe schaduwen op het purperrood.

Schemeringsstralen

Het purperrood, als het te zien is, gaat zich snel uitbreiden tot een groot gedeelte van de oostelijke hemel, en als er hoge bewolking net onder de oostelijke horizon aanwezig is dat het zonlicht deels blokkeert, kun je de vrij zeldzame schemeringsstralen zien: bundels roze-paars en blauw licht die uit de horizon schieten, vanaf het punt waar de zon staat (die nog onder is). Geniet hiervan als je dit ziet, want dit verschijnsel duurt meestal maar een minuut of 5 tot 10.

Aardschaduw en de tegenschemering (band van Venus)

Niet veel later, ongeveer 15 minuten voor zonsopkomst, schieten de schemeringsstralen (als deze tenminste te zien zijn) door het hele zwerk naar het westen, waar ze weer lijken samen te komen in het tegenzonnepunt, dat net boven de westelijke horizon staat.

Kijk naar het westen, en daar zie je de zogenaamde schemeringswig, of aardschaduw, als een donkere blauwe band die op de horizon ligt. Dit is de schaduw van de aarde geprojecteerd op de stoffige of vochtige atmosfeer. De donkere band is begrensd door de band van Venus, ook wel de tegenschemering genoemd, want het is in feite niets anders dan de schemeringskleuren van achteren gezien, gemengd met de diepblauwe atmosfeer. Het resultaat is een paarsroze band.

De aardschaduw beweegt zich snel naar de horizon toe. De band begint ongeveer 20^o tot 30^o hoog aan de westelijke hemel, maar representeert niet direct de diepte van de zon onder de horizon. Dit komt door de bijzondere schaduwgeometrie. De aardschaduwband beweegt zich veel sneller naar de horizon toe dan de zon in het oosten, en wordt bovendien ook scherper begrensd naarmate de band lager komt. Je kijkt dan namelijk onder een steeds kleinere hoek tegen de rand van de aardschaduw aan. De tegenschemeringsstralen lijken in het tegenzonnepunt samen te komen.

De geometrie van de aardschaduw. De aarde is groen, de atmosfeer is blauw; het door de zon belichte gedeelte is grijs en lichtblauw, en het zonlicht komt van rechts. In de figuur links is de zon dieper onder de horizon en de waarnemer ziet een donkere band aan de horizon in de atmosfeer, die geleidelijk overgaat in een helderder, lichter blauw deel hoger boven de horizon. Het gedeelte van de atmosfeer boven de waarnemer dat al door de zon beschenen wordt is echter nog vrij klein. In de rechter figuur is het raakpunt van de zonnestralen aan de aarde bijna bij de waarnemer aangekomen, en de waarnemer heeft nu een atmosfeer boven zich die vrijwel geheel door de zon verlicht is. De waarnemer kijkt nu vrijwel rakelings langs de grenslaag tussen de verlichte atmosfeer en de atmosfeer die nog in de schaduw van de aarde zit. Hierdoor krijgt de aardschaduwband een hoger contrast met de atmosfeer erboven, en met de roze tegenschemering (zie foto rechtsboven).

O.a. altocumulus en altostratus kunnen zeer fraaie kleuringen krijgen bij de ochtendschemering.

Kleuring van de wolken (het ochtendrood)

Ondertussen is de schemeringsboog wat meer bleekgeel geworden met minder verzadigde kleuren. Maar op dit moment kan enige bewolking (stratocumulus en altocumulus, vooral) spectaculair roodoranje kleuren. Deze wolken kunnen er werkelijk prachtig uitzien. Maar deze kleuren duren ook niet lang, dus je moet snel fotograferen en van het uitzicht genieten.

Groene flits

Op het moment dat de aardschaduw in de westelijke horizon verdwijnt, zal de zon binnen enkele minuten opkomen. Als je vrij zicht hebt op de echte horizon, bijvoorbeeld van een heuvel of over een groot meer, moet je proberen uit te vinden waar precies de zon zal opkomen. Je hebt kans dat je de groene flits te zien krijgt - maar deze is moeilijk om bij zonsopkomst waar te nemen omdat de flits maar een fractie van een seconde duurt en je niet precies weet waar de zon zal opkomen. Zodra de zon opkomt moet je er niet meer in kijken, als deze oncomfortabel fel is. Meestal in Nederland is de zon echter niet zo fel als deze op de horizon staat.

Vervorming en afplatting van de zon

Hierna zijn de meest spectaculaire en zeldzame verschijnselen voorbij. Je kunt eventueel nog wel de zon sterk afgeplat of vervormd zien als deze net boven de horizon staat, wegens luchtspiegelingen en de temperatuurgradiënt (eigenlijk dichtheidsgradiënt) in de atmosfeer. Nogmaals, wees voorzichtig met naar de zon kijken. Ik ben niet verantwoordelijk voor letsel aan je ogen - ik waarschuw je bij deze!

De groene flits aan de bovenrand van de zon is soms te zien, als de zon vlak boven de horizon staat of er net boven verschijnt. Het zicht over de horizon moet hierbij niet geblokkeerd zijn; het beste is om de zonsopkomst waar te nemen over water, zoals het Markermeer, het IJsselmeer of de Waddenzee.

Verschillen in zonsopkomst en zonsondergang

's Avonds zijn deze verschijnselen ook mogelijk, maar in omgekeerde volgorde. Er zijn hier een paar opmerkingen over te maken. Ten eerste is de atmosfeer 's morgens soms helderder en de atmosfeer schoner, tenminste wanneer het weer synoptisch gezien rustig is. Als er geen fronten, troggen, depressies en dergelijke over het land komen is het 's morgens vroeg vaak helderder dan 's avonds omdat in de loop van de dag convectie kan ontstaan. Daar staat tegenover dat schemeringsstralen 's avonds beter te zien kunnen zijn omdat de kans op diepe convectie die de stralen goed zichtbaar maakt, 's avonds groter is dan 's morgens.

Ook als de lucht bewolkt is, kan het de moeite waard zijn om toch 's morgens vroeg op te staan om de zonsopkomst af te wachten. De wolken kunnen spectaculair rood worden, zeker in Nederland. Zeker als de bewolking vrij plaatselijk is en op middelbare hoogte (altocumulus bijvoorbeeld) is een spectaculaire zonsopkomst goed mogelijk.

Voorbereiding

De meesten onder ons nemen vaak niet de moeite om alleen voor de natuur of het weer om 5 uur 's morgens vroeg uit bed te komen en op pad te gaan. Maar als je de sessie van te voren goed voorbereidt heb je meer zin en weet je bovendien wat je kunt verwachten te zien. Als je niet op de hoogte bent van alle mogelijke verschijnselen mis je ze gemakkelijk, of je ziet ze wel maar je bent niet onder de indruk. Planning vooraf helpt je motivatie enorm, en hopelijk helpt dit stuk tekst daarmee!

Mocht je alle verschijnselen zien die ik hier beschrijf, zul je het druk hebben met waarnemen en fotograferen voor drie uur lang. Ik heb overigens lang niet alle mogelijke verschijnselen beschreven die je 's morgens vroeg kunt zien. In Nederland is soms ook spectaculaire grondmist, dauw met heiligenschijn, rijp en ijs en dergelijke te zien, en ook zijn optische verschijnselen zoals een lichtzuil boven de zon mogelijk. Als de mensen niet zo gewend waren aan de schemering zou iedereen vol ontzag naar buiten rennen om het te aanschouwen. De meesten doen dit niet, maar dat maakt het niet minder mooi.