Wetterthema Leuchtende Nachtwolken
Im Hochsommer kann man mitunter Wolken sehen, die noch mitten in der Nacht leuchten. Wann stehen die Chancen hierfür am besten, wo kann man sie beobachten und wie entstehen sie?
Die Fotos zeigen leuchtende Nachtwolken aus den vergangenen Jahren. Auch in dieser Woche konnten sie schon beobachtet werden.
Nahezu alle Wolken auf unserem Planeten entstehen innerhalb der Troposphäre, also in Höhen zwischen 0 und etwa 14 Kilometern. Da die Troposphäre etwa 90 Prozent der gesamten Luft sowie beinahe den gesamten Wasserdampf der Erdatmosphäre enthält, gibt es in den Schichten darüber kaum Wolken. Eine Ausnahme stellen die Polaren Stratosphärenwolken in einer Höhe von 22 bis 29 Kilometern dar. Noch deutlich höher anzusiedeln sind jedoch die leuchtenden Nachtwolken. Sie befinden sich am Oberrand der Mesosphäre, also im Bereich der sogenannten Mesopause in 81 bis 85 Kilometer Höhe. Dort ist die Luft zwar sehr trocken, zugleich aber auch extrem kalt. Hier werden die niedrigsten Temperaturen innerhalb unserer Atmosphäre erreicht. Im Extremfall können kurzfristig Werte um -140 Grad auftreten, bei denen es dann trotz der trockenen Luft für die Bildung von Eiskristallen reicht.
Die Saison der leuchtenden Nachtwolken reicht auf der Nordhalbkugel von Mitte Mai bis Mitte August, wobei sie vor allem im Juni und Juli vorkommen. Es mag verwunderlich erscheinen, doch die globale Zirkulation in der Mesosphäre sorgt dort in den Sommermonaten für die niedrigsten Temperaturen. Sie treten vornehmlich in der Polarregion auf. Zu den anderen Zeiten des Jahres ist es für die Bildung leuchtender Nachtwolken nicht kalt genug.
Doch warum leuchten die Wolken mitten in der Nacht? Grund hierfür ist die große Höhe, in der sich die Wolken befinden. Obwohl es eigentlich Nacht ist, werden sie noch von der Sonne beschienen. Den Effekt kennen Sie im Kleinen von einem Sonnenuntergang. Während Sie sich als Beobachter schon im Schatten befinden, leuchten hohe Berge und die Wolken noch im Sonnenlicht. In dieser Hinsicht liegen die leuchtenden Nachtwolken dank ihrer großen Höhe gegenüber den anderen Wolken deutlich im Vorteil. Sie werden noch von der Sonne erreicht, wenn sich alles andere schon im Dunklen befindet. Sichtbar werden sie, wenn die Sonne mindestens 6 Grad unter dem Horizont steht, also während der nautischen Dämmerung. Vorher ist es einfach noch zu hell, um das sanfte Leuchten der Nachtwolken zu sehen. Steht die Sonne jedoch tiefer als 16 Grad unter dem Horizont, werden auch die Nachtwolken nicht mehr von der Sonne erreicht. Deshalb kann man sie im Süden Deutschlands nicht die ganze Nacht lang beobachten. Anders sieht es im Norden aus, wo die Sonne im Juni und Juli nicht so tief sinkt. In Schleswig-Holstein beispielsweise schafft sie es Ende Juni selbst zum Sonnentiefststand lediglich auf 12 Grad unter den Horizont.
Meistens sind die leuchtenden Nachtwolken relativ nah am Horizont in den Richtungen Nordwest bis Nordost zu sehen. Der Grund hierfür ist, dass sie überwiegend in der Mesosphäre nördlich von Deutschland entstehen. Exemplare, die senkrecht über der Nordsee oder Südskandinavien liegen, erscheinen aus unserem Blickwinkel von Deutschland aus gesehen im Norden. Es gibt aber auch Fälle, in denen sie in Deutschland bis in den Zenit reichen. Ein bemerkenswertes Ereignis dieser Art erlebten wir am 21. Juni 2019. Das von diesem Abend gezeigte Foto entstand um 22:50 Uhr MESZ in Frankfurt am Main. Die Wolken befanden sich in etwa 83 Kilometern Höhe. Aus dieser Höhe kann man 1100 Kilometer weit schauen. Oder anders ausgedrückt: Die Wolken bekommen noch Sonnenlicht, bis die Sonne von der Wolke aus gesehen in 1100 Kilometer Entfernung gerade untergeht. Am Beobachtungsort steht sie dann bereits 10 Grad unter dem Horizont. Das ist also die Grenze, bei der leuchtende Nachtwolken in einer Höhe von 83 Kilometern direkt über dem Beobachter noch sichtbar sind. Die Sonne stand zur Zeit der Aufnahme tatsächlich 8,7 Grad unter dem Horizont. In der Nähe des nördlichen Horizonts kann man sie auch bei noch tieferen Sonnenständen sehen. Zu den 1100 Kilometern kommt dann noch die Strecke hinzu, die zwischen dem Beobachtungsort und den Wolken liegt. Am 21. Juni 2019 war von Frankfurt aus selbst um 0:30 Uhr im Norden noch ein schmaler Streifen leuchtender Wolken zu sehen, als die Sonne bereits 15 Grad unter dem Horizont stand. Am 6. Juli 2022 reichten die leuchtenden Nachtwolken über Speyer ebenfalls bis in den Zenit. Das Foto entstand knapp eine Stunde vor Sonnenaufgang, als sich die Sonne noch 7,4 Grad unter dem Horizont befand.
Leuchtende Nachtwolken sind nicht überall auf der Erde sichtbar. In geographischen Breiten oberhalb von 70 Grad, wie im Norden von Norwegen, wird es zur Beobachtungssaison nicht dunkel genug. Südlich des 45. Breitenkreises, also in Südeuropa, kühlt sich der obere Bereich der Mesosphäre meist nicht mehr stark genug ab.