ZON, ZEE & STERREN
ZON, ZEE & STERREN |
|
Geen vakantie zonder zon
"We gaan naar de zon," zeggen tienduizenden mensen rond deze tijd tegen buren en kennissen. De meesten zakken af naar het zuiden. Daar staat de zon hoger aan de hemel en schijnt krachtiger. Geografisch gezien klopt die opmerking dan ook wel.
De zon geeft warmte. Dat komt door onzichtbare, infrarode zonnestraling. Dat voel je zelfs achter glas. Maar achter glas word je niet bruin. De eveneens onzichtbare, ultraviolette zonnestraling (UV) die dat veroorzaakt, komt niet door glas heen. Ultraviolette straling dringt trouwens ook niet diep in ons lichaam door. Maar wel diep genoeg om de in de huid aanwezige pigmentkorrels aan het werk te zetten. Onder invloed van UV-zonlicht verplaatsen de pigmentkorrels zich in nieuw gevormde cellen naar het huidoppervlak en worden zichtbaar. Met dit bruin beschermt de huid zich tegen het zonlicht.
De aarde bij het begin van de zomer. Voor elke 10 graden breedte is aangegeven hoe lang de zon boven de horizon staat en het dus dag is. Op het zuidelijk halfrond is de situatie identiek aan het begin van onze winter.
Veel mensen overdrijven en maken misbruik van deze verdedigingstactiek van ons lichaam. Om zo snel mogelijk bruin te worden gaan ze urenlang in de zon liggen. Het gevolg: een pijnlijk rode huid en later vervellingen. Die rode huid komt net als bij een echte brandwond door sterk toegenomen bloedtoevoer. Als je een paar dagen uit de zon blijft, verdwijnt de pijn. Het rood wordt bruin en de huid begint te vervellen. Bij ernstige verbrandingen ontstaan zwellingen en blaarvorming. De huidcellen zijn beschadigd en je krijgt last van koorts en koude rillingen. Bij te felle zonbestraling van het blote hoofd loop je zelfs het risico van een 'zonnesteek': hoofdpijn en misselijkheid doordat de bloedcirculatie in de hersenen door de oververhitting is veranderd. Andere verschijnselen van een zonnesteek zijn stijging van de lichaamstemperatuur zonder zweten en drang tot urineren. In een later stadium treedt bewusteloosheid op, soms voorafgegaan door tekenen van een delirium, met snelle pols en ademhaling. Wie niet tijdig afkoelt en eventueel zuurstof krijgt toegediend, kan eraan doodgaan.
Hoe lang kun je veilig in de zon liggen? Dat hangt van verschillende factoren af. Hoe sterker de zonkracht, hoe sneller zonnebrand kan ontstaan. En natuurlijk verbrandt iemand met een lichte huid sneller dan iemand met een donkere huid. Het Nederlandse KNMI en het Belgische KMI gaan uit van vier verschillende huidtypes en drukken de zonkracht uit in waarden van 0 tot en met 10. Deze laatste UV-index wordt ook in andere landen gebruikt. In de bergen en in landen dichtbij de evenaar kan hij zelfs hogere waarden dan 10 halen.
Hoe lang in de zon?
Hoe sterker de zonkracht, hoe sneller zonnebrand kan ontstaan. Iemand met een van nature een lichte huid verbrandt sneller dan iemand met een donkere huid. Een huid die heeft kunnen wennen aan de zon verbrandt minder snel. Huidtype 1 went vrijwel niet.
Het aantal minuten dat je verantwoord in de zon kunt blijven, is gemakkelijk te bereken. Deel het bij je huidtype horende zonkracht-getal door de voor die dag voorspelde zonkracht en je weet het aantal minuten. In de tabel hieronder staat bij elke waarde van de zonkracht een omschrijving en het aantal minuten dat iemand met huidtype 2 midden op de dag kan verdragen. De meeste Nederlanders hebben dit huidtype.
Huidtype
Verbrandings- ervaring Bruinings- ervaring Vaak voorkomende uiterlijke kenmerken 1 Verbrandt zeer snel wordt niet bruin Zeer lichte huid, vaak met sproeten, rossig of licht blond haar, blauwe ogen 2 Verbrandt snel Wordt langzaam bruin Lichte huid, blond haar, lichte ogen 3 Verbrandt zelden Wordt gemakkelijk bruin Lichte getinte huid, donkerblonde tot bruine haren, vaak donkere ogen 4 Verbrandt bijna nooit Bruint zeer goed Getinte huid, donkere haren en ogen
Na het eerste zonnebad kan de blootstelling van dag tot dag met telkens tien procent worden verlengd. De pigmentkorrels in de huid worden immers geactiveerd en ook wordt de opperhuid onder invloed van de ultraviolette straling geleidelijk dikker. Wie een gevoelige huid heeft, zont alleen bij lage zonnestand: 's ochtends of in de namiddag. Als de zon nog maar op 20 graden hoogte boven de horizon staat (ongeveer de hoogte van je uitgesterkte hand, gezien vanaf armlengte afstand) kun je al tweeënhalf maal langer zonnen. Op 30 graden hoogte is dit nog maar anderhalf maal langer en daarboven neemt de verlenging zeer snel af! Gebruik vooral in het begin een sunblock. Met beschermingsfactor 10 of 12 kun je het baden in volle zon opvoeren tot tien of twaalf maal de veilige tijd.
zonkracht omschrijving niet langer onbeschermd zonnen dan ongeveer (minuten) verbranding van de huid 0 geen - - 1-2 vrijwel geen 100-50 - 3-4 zwak 35-25 - 5-6 matig 25-15 gemakkelijk 7-8 sterk 15-10 snel 9-10 zeer sterk minder dan 10 zeer snel
Langdurig zonnebaden kan tot kwaadaardige huidkanker leiden. Dit geldt speciaal voor jonge mensen die het hele jaar door binnen zitten en in twee, drie weken vakantie de schade proberen in te halen. Verder veroudert de huid door zonnebaden. Huid die zelden of nooit de zon te zien krijgt, heeft de eeuwige jeugd. De okselhuid van een tachtigjarige bijvoorbeeld, valt zelfs onder de microscoop niet te onderscheiden van die van een tiener.
Zonkracht
De ultraviolette zonnestraling hangt vooral af van de stand van de zon en niet van de temperatuur. Op een koele dag kan de zonkracht sterker zijn dan op een warme dag. De hoeveelheid UV is ook afhankelijk van de bewolking. Wolken houden niet alleen het zichtbare zonlicht tegen, maar ook het ultraviolette. Maar het verband tussen bewolking en de zonkracht is niet eenvoudig. Bij een gebroken wolkendek kan terugkaatsing van zonlicht tegen een wolk de zonkracht zelfs groter maken dan bij een onbewolkte hemel. Hetzelfde geldt voor terugkaatsing door de ondergrond. Water, wit zand of sneeuw kaatsen het zonlicht van onderaf naar plekken die anders nooit door de zon zouden worden beschenen.Ook aërosolen, stofdeeltjes in de lucht, spelen een rol bij de totale hoeveelheid ultraviolet zonlicht. Als de zon hoog aan de hemel staat zal de zonkracht gedempt worden door deze stofdeeltjes. In de bergen is de lucht vaak heel schoon en zal de zonkracht groter zijn dan in een laag gelegen gebied. Tenslotte is er nog de ozonlaag. De ozon dat zich op 10 tot 50 kilometer hoogte in onze dampkring bevindt, filtert de schadelijkste UV-straling uit het zonlicht. Des te meer ozon, des te minder van dit schadelijke licht de aarde bereikt. Eén procent meer ozon geeft 1,3 procent minder zonkracht. Als gevolg van stromingen in de atmosfeer wisselt de hoeveelheid ozon van dag tot dag sterk. Daarom houden weerkundige instituten ook de dikte van de ozonlaag in de gaten. Aan de hand van de verwachte weersitutatie worden dan voorspellingen voor de zonkracht gedaan.
Blauwe lucht en purperen avond
Je ziet het op vakantiefoto's: overal waar een fel zonnetje schijnt, is de lucht veel blauwer. Vooral aan (sub)tropische stranden en in de bergen is de lucht schoner dan bij ons en overheerst een dieper blauw. De Britse natuurkundige Lord Rayleigh bewees in 1871 dat de hemel blauw wordt door de luchtmoleculen die het zonlicht verstrooien. De mate van verstrooiing is daarbij "omgekeerd evenredig met de vierde macht van de golflengte." Blauw licht, met een korte golflengte, wordt dus veel sterker verstrooid dan rood, langgolvig licht. Naarmate er meer vocht of stof in de atmosfeer zit, worden ook de andere kleuren van het zonlicht verstrooid. Het resultaat: een fletse, lichtblauwe hemel.Als de kleur van de aardse dampkring blauw is, hoe ontstaan dan die typische rode, oranje en purperen luchten tijdens de schemering? Tegen zonsondergang verandert de hemel snel van kleur. Als de zon ondergaat wordt de hemel blauwwit, met een oranjerode zoom langs de horizon. Direct daarna wordt ook het hemelpurper zichtbaar, een gloed die zich nog boven de oranjerode zoom uitstrekt.
Al die schemeringskleuren ontstaan doordat de zojuist ondergegane zon de hoogste delen van de dampkring nog verlicht. De zonnestralen leggen daarbij een grote afstand door de dampkring af en kleuren zich roder en roder naarmate de violette, blauwe en groene stralen door luchtmoleculen, vocht en stofdeeltjes worden verstrooid. Zo krijgt de ondergaande zon zijn oranjerode kleur. Als hij onder de horizon is gezonken, verlichten de oranje en rode stralen nog de luchtlagen boven ons hoofd.
De zon is reeds lang ondergegaan, maar de wolken ontvangen nog rood licht dat een zeer grote afstand door de dampkring heeft afgelegd.
Groene flits
De oude Egyptenaren wisten het al: als het laatste puntje van de zon ondergaat, flonkert soms een groen licht boven de horizon. Een obelisk die rond 2500 v.Chr. uitgehouwen is, toont de ondergaande (of opkomende) zon als een cirkelvormig segment dat van boven niet geel, maar blauwgroen is gekleurd.Die 'groene flits' is een van de meest spectaculaire verschijnselen die je bij een zonsondergang kunt zien. Voorwaarden zijn een verre, scherp begrensde horizon (zoals de zee) en weersomstandigheden waarbij de zon zeer helder blijft tot hij ondergaat. Het verschijnsel ontstaat doordat de stralen van de ondergaande zon een zeer lange weg door de dampkring af moeten leggen. Van het gele en oranje zonlicht wordt een deel geabsorbeerd door de waterdamp in de lucht; het violette zonlicht wordt sterk verzwakt door de verstrooiing in de dampkring. Zo blijft voornamelijk rood en blauwgroen zonlicht over.
Beide lichtsoorten worden op verschillende manieren afgebogen door de dampkring. Blauwgroen licht wordt sterker gekromd en lijkt daardoor van een hoger punt aan de hemel te komen. Zo onstaan aan de horizon twee elkaar overlappende zonneschijven: een blauwgroene die iets hoger, en een rode die iets lager aan de hemel staat. Met het blote oog is het verschil niet te zien. De blauwgroene rand die zo langs de bovenkant van de zon ontstaat is slechts 10 boogseconden breed en het scheidend vermogen van het menselijk oog is op zijn best 30 boogseconden. Pas als de zon achter een scherpe horizon verdwijnt, bestaat de kans dat alleen de blauwgroene rand nog net boven die begrenzing uitsteekt.
In het kleurenspectrum van de ondergaande zon ontbreken blauwviolet, geel en oranje licht. Alleen groen en rood blijven over.
In de (sub)tropen, waar de zon snel ondergaat, duurt het verschijnsel kort. Maar door het mooie weer aan zee is het daar relatief vaak te zien. Op hogere geografische breedten duurt het verschijnsel langer doordat de zon daar langzamer achter de kim verdwijnt. De groene flits kan het langst worden waargenomen in het poolgebied. Het record dateert van 1929, toen de Amerikaanse schout-bij-nacht Richard Evelyn Byrd tijdens zijn zuidpoolexpeditie een 35 minuten lang durende groene flits zag! De zon ging toen aan het einde van de lange poolnacht voor het eerst op en bewoog zich precies langs de horizon!
De groene flits kent vier verschillende verschijningsvormen. Van links naar rechts: de groene rand langs de bovenkant van de zon, het groene segment dat overblijft als de zon al is ondergegaan, de boven de zonneschijf zwevende groene afsnoering en de groene straal na zonsondergang.
'Chinese lantaarn' en 'Omega-zon'
Bij een abnormaal gelaagde opbouw van de atmosfeer kunnen bepaalde delen van de zonneschijf sterk worden samengedrukt, terwijl andere delen worden uitgerekt. Als de lucht bij de grond koud is en er een warme laag boven hangt, onstaat langs de horizon een blinde strook. Boven die strook is de bovenkant van de zon te zien, en onder die strook de onderkant. Zakt de zon nog lager, dan komen boven- en onderkant onder de blinde strook bij elkaar en vormen een gerafeld zonsbeeld. Dat staat bekend als de 'Chinese lantaarn'.
Rust een dunne laag warme lucht op aarde, dan doet zich een luchtspiegeling voor waarbij een weerspiegelde en afgeplatte 'tegenzon' te zien is, die boven de schijnbare horizon oprijst. Beeld en spiegelbeeld verenigen zich op de plaats waar de echte zon zal verdwijnen. Samen vormen ze dan de 'Omega-zon.'
De zogenaamde 'Omega-zon' is het gevolg van een luchtspiegeling. Door een laag warme lucht boven het aardoppervlak wordt een deel van het zonsbeeld gespiegeld. Naarmate de zon daalt, rijst er achter de schijnbare horizon een afgeplatte tegenzon op. Beeld en spiegelbeeld verenigen zich op de plaats waar de echte zon later zal verdwijnen.
Regenboog
Als het regent en de zon schijnt is de regenboog te zien. Een verschijnsel, dat onstaat door de breking en weerkaatsing van het zonlicht in de regendruppels. De kleuren van de regenboog zijn van de buitenkant naar de binnenkant: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet.
Soms is boven de heldere regenboog nog een tweede, iets zwakkere boog te zien. Het gebied tussen beide bogen is veel donkerder doordat daar weinig zonlicht door de regendruppels wordt weerkaatst.
Op de grond zien we nooit meer dan de helft van de regenboog. De regendruppels die de verschillende kleuren zonlicht weerkaatsen, vallen hooguit tot op het aardoppervlak.
Vanuit een vliegtuig kan een regenbui zowel naar boven als naar beneden worden waargenomen. Met het zonlicht in de rug is dan een volledige, cirkelvormige regenboog te zien.
Onweer: zo snel mogelijk wegwezen!
Zon en zee veroorzaken samen het weer. Door de warmte van het zonlicht verdampt het zeewater, die waterdamp stijgt op en vormt wolken, en die waaien door luchtdrukverschillen verder. Langs de Noordzee wordt menige dag aan het strand verpest door 'zeevlam'. Dat is een kille mist die vanuit zee landinwaarts drijft. Onweer is een nog grotere spelbederver. Zwemmen is dan bijzonder gevaarlijk, omdat de bliksemstroom zich bij inslag door het water verspreidt. Zelfs van een relatief zwakke bliksemstroom kun je al in een shocktoestand raken, waarna je hopeloos zult verdrinken. Alleen in een stalen schip ben je binnenin veilig. Het schip vormt dan (net als een auto) een isolerende 'kooi van Faraday'. Bij schepen met een romp van hout of kunsttof kunnen wel problemen ontstaan. Open boten, jetski's en surfplanken bieden geen enkele bescherming en zijn zelfs levensgevaarlijk!
Wervelstormen
Bij zwaar onweer aan zee of boven een meer kunnen waterhozen ontstaan. Dat zijn net als windhozen of tornado's boven land wervelwinden die als een trechtervormige slurf onder de onweersbui uitsteken. De hoos trekt met de bui mee en zuigt het water omhoog. In Engeland, de VS en andere Engelstalige landen doen zich soms vissen- of kikkerregens voor. Die dieren zouden eerst door waterhozen zijn opgezogen en vervolgens boven land zijn losgelaten. Maar als dat werkelijk zo gaat is het een raadsel waarom dat 'beestenweer' zich niet ook in andere landen voordoet.
De krachtigste wervelwind bij onweer is de tornado. Tornado's doen zich het vaakst voor in 'Tornado Alley': een langgerekte strook land in de Verenigde Staten die ruwweg over de staten Iowa, Nebraska, Kansas, Texas en Oklahoma loopt. In dat gebied vliegen twee verschillende windsoorten elkaar in de haren. Warme, vochtige lucht uit de Golf van Mexico botst op koude poollucht uit het noorden. Er vormt zich een diep lagedrukgebied waarlangs de vochtige lucht opstijgt. Zo ontstaan reusachtige, soms wel 20 km hoge onweersstormen. Doordat de winden om de kern van het lagedrukgebied heen waaien, gaat het geheel wervelen. De 'mesocycloon' die zo tot stand komt, heeft een doorsnede van maar 10 kliometer en is dus veel kleiner dan de cyclonen die boven zee ontstaan en tot orkanen of tyfoons kunnen uitgroeien.
Tornado!
Als een tornado uit een mesocycloon naar beneden schiet, is het zaak zo snel mogelijk een schuilplaats te zoeken. De treksnelheden van tornado's liggen tussen de 20 en 100 kilometer per uur. Alleen als je al in een auto zit kun je nog proberen uit het stormgebied weg te komen. De windsnelheid in een tornado kan oplopen tot een allesverwoestende 509 kilometer per uur.
Het droge broertje van de waterhoos is de 'dust devil' of stofhoos. Hij onstaat boven sterk verhitte landoppervlakken, als een hete luchtbel opstijgt en aan het aardoppervlak lucht uit de naaste omgeving toestroomt. Net als bij water in een leeglopend bad krijgt de toestromende lucht dan een roterende beweging. Bij stofhozen, die vaak in Afrika in woestijnachtige gebieden of in droge savanne voorkomen, is vaak een draaiende zuil van stof of zand te zien. Stofhozen worden meestal slechts enkele tientallen meters hoog, maar soms bereiken ze een hoogte van wel honderd meter.
Zand wordt door de wind slechts twee meter omhooggejaagd, maar het veel fijnere stof komt kilometers hoog. In woestijnen en halfwoestijnen uit dit zich het mooist in 'stofduivels': kleine luchtwervelingen, veroorzaakt door een sterk temperatuurverschil tussen de bodem en de lucht, die het stof honderden meters hoog tillen.
Zandstormen
Wie een zand- of stofstorm aan de horizon ziet verschijnen, vergeet die aanblik nooit. De onvoorstelbare stilte in de woestijn voor de storm, het stralende weer rondom, en dan, plotseling, aan de horizon een gigantische en ondoordringbaar lijkende muur van zand en stof. Veel tijd om te schuilen is er niet. Geen wonder dus dat de dreigend voortrollende wals van zand en stof woestrijnreizigers doodsangst inboezemt.Het stof is zo compact dat zelfs de felle woestijnzon er niet doorheen dringt. Maar doordat een zandstorm meestal door dalende heteluchtmassa's wordt veroorzaakt, kan de temperatuur evengoed ondraaglijk hoog oplopen. Tegelijkertijd daalt de luchtvochtigheid tot slechts een paar procent. Wanneer je als woestijnreiziger in een langdurige zandstorm verzeild raakt, kom je levensgevaarlijke situatie. Het menselijk lichaam kan als gevolg van de uitdrogende werking van een zandstorm een liter vocht per uur verliezen. Als er geen drinkwater beschikbaar is om dat vochtverlies aan te vullen, duurt het slechts een paar uur voordat je overlijdt aan uitdroging. Er zijn lijken in de woestijn gevonden die volledig gemummificeerd waren doordat al het lichaamsvocht tijdens een zandstorm was verdampt.
Gelukkig hebben de meeste zandstormen een doorsnede van 10 tot 20 kilometer en zijn ze vaak al na een half uur voorbij. Even plotseling als hij was verdwenen, breekt de zon door en beschijnt hij de achterkant van de stofmuur. Het is dan alsof je met een onderzeeër van onder een wateroppervlak opduikt.
Tekst: Carl Koppeschaar
Foto's en iIllustraties: Carl Koppeschaar / NOAA NURP Collection / Raymond van der Meij / Hilbert Bolland
Laatst bijgewerkt: 10 juli 2006
