r
I
DE.GI'IUIORMWDE
Het ondergaanof opkomen van de zon is attijd een boeiendnatuurversc{j"tglt AlgemeenÍekend ájn de verroding van de laagstaande-zonen het feit da! hij ste"rklijkt te zijn afgeplat: beide eèn gevolg van de invloed l?-n de atmosfeer. Wanne"ermen áo'n Éagstaandezon nauwkeurigwaarneemt(bijvoorbeeldfotografisch met behulp van een telelens), danzal men zien dat de zon somsook op éen grillige manier is vervormd.Eén zo'n vorm, die van de Griekse letter omega, wordt in dit artikel van C. Floor besproken. 70 zerurr2 1es1
trcSMNDEru A- Zonsondergung boven het IJsselmeer, v)aargenomen te Ferwoude (Friesland) op 7 juli 197ó. De weerspiegeling ran de laagstaande zon in het water van het lJsselmeer is líjnvormí4. De zon verdwíint achter de Ahluitdíjk, die :onneschíj.f en weerspiegeling scheidt. Kleinbeeldopnome; brandpunt-afstand objektief: 400 mm.
t t
,
',
, t '
. , a :
B. Zonsopkontst boven de Waddenzee,waarg3nomen op 29 maart 1977 te Sthiermonnikoog. De Q-vorm wordt veroorzaakt door weerspiegeling van de :onneschijJ ín het wateroppenlak. E. Zonsopkctntstbctvende Waddenzee,woargenonlen te Sthiernonnikoog op -)0 nuttrt It)77. De íl-vornt vun tle :on vordt yeroorzaakt door weerspiegeling in het zeeoppenlak, hoeu,el de weerspiegeling tan de zon zich ltoven de kim liikt te bevinden (zie ook fig. 5). Klein- beeldopnante; brundpunt afstand objektief: 1250 ntm (foto H. Greven, H. Croen en L. de Groot).
D. Zonsopkont:it hoven de Noordzee, waurgenomen op 22 mei l9B0 te Sthíermonnikoog. De 9-vorm tun de opkomende zon u,ordt veroorzaakt doordat het zeer|ater warnter is dan de lucht erhoven. De kimlijn is gegolfd. Aan de hovenzíjde vun de zon is een afsnoering zichtbaar. Linksonder op de zonneschíj;fbninden zich zonnevlekken. Kleinbeeldopnante; hrandpunt-afstand objektíeJ: 2000 mm.
z E N t r2 1 9 8 1 1 l
ZODT VA}TDEIAAG:STAANDE DE^CI..VIORM C. Floor r,an de laagstaandezon Dc r.r'cerspiegeling in ccn kalrn zccoppervlakis bijna lijnvornrig (foto A;. Wannecr dc u,eerspiegelingsamenvlocit rnct de zonneschijfzelf n'ordt cc'n Í)-r,'orrnzichtbaar(foto B). Zo'n [2-r.'orm kan cchtcr ook optreden bij een zonsondergang bovcn ccn \\'arrn zeeoppen'lak(foto C). In dat geval u'eerspiegeltde z-onneschijfzich niet in hct u'ater. rnaar tc-gc-n ecn warmc luchtlaag. direkt boven het zeeoppervlak. Dc Í)-r orm r.r'ordtdan veroorzaakt door een luchtspicgclingbovcn ccn \\'arrnoppcn'lak. De beidc g*allcn rlaarin een fl-vorm optrccdt zijn van elkaar te onderschcidendoor tc lcttcn op het a1dan niet voorkomen van z.g.'\\'arm-\\'atcrkenmerken'.Bij aanu'ezighcid van mcerdercwarm-\\'aterkcnmerkcn is wccrspicgclingtcgcn ccn \\'armcluchtlaag n'aarschijnlijk; zijn deze kennrerkenafn'czig. dan r.vordtdc Í)-vorrr vcroorzaaktdoor rvcerspiegclingin het zcc$atcr. In hct nu volgcnde artikcl $ordcn eerst de $'ann-\\'atcr kcnmcrkcn bcsproken aan de hand var"rdc zonsopkomst van fig. l. Vcrr,olgcns u'ordt mct bchulp r,an fig. 3 hct ontbrckcn van dczc ke'nmc'rkcnbij rleerspicgeling in hct uatcr gcïllustrccrd.Tcnslottc ll'ordcn tu,cc vcrschijnsclcnbesprokcn die rnogelijk aanlciding gcvcn tot onjuistc konklusics ovcr dc oorzaak van ccn \\'aargcnomenÍ2-vorm. In dc tckst u'ordt nrecstalgcsprokcnovcr'zonsopkomst'.Dezclfde vcrschijnselcndocn zich echter r"oor bij zonsondcrgang:dc vcrschijnselentrcdcn dan op in omgckecrdevolgordc. Fig. I gccit ccn roorbccld van een z-onsopkomst bovcn \\arÍn zce\\'ater.rvaarbij de \\'arrr-$,atcÍ kcnmc-rkcnduidclifk zichtbaar zijn. Dc zon komt nict op aan dc kim 1k1. maar icts daarboven.Vanaf de opkonrstlijn 1r')brcidt dc zon zich zow'elnaar bovcn als n a a r b c n c d c - n( n a a r d c k i m t o c ) u i t 1 f i g . I ab). FIct cerstesegnrentdat zichtbaaris r.'crtoont afgcrondc hockcn (fig. I abc). Wannccr dc zon Voor icts lrccr dan dc hclft bovcn dc opkomstlijn is gckomen. is het mrddcndeelvan de zonneschijflanggcrckter dan norrnaai 1fig. I d). Even later verschijncn cr dcukcn in het onderstegedeeltcvan dc zonneschijf, dic dc karakteristieke Slvorm veroorzakcn (fig. I ef. foto C. D). Wannccr de onderrand van dc zon de opkonrstlijn v is gcpassccrdzakt dc xret'"'andc Í/ tcrug naar de'kirn (fig. I g). ri'aarhij cven bij de latcr verdrvijnt. Dczc l'crscl.rijnselcn opkomendc zon kunncn wc. cvcnalsandcrc luchtspiegelingenbovcn warmc oppen'lakkcn. bcschrijven mct ccn vcrdu'ijnlijn v cn c c n g r c n s l i j ng . D c v e r d w i j n l i j ni s t o ' e n s d e o p k o n r s t l i j n :h e t d c e l v a n d c h c m c l ( o f v a n clc zon) dat ondcr dc vcrdwijnlijn ligt kunncn \\'e nict zjcn. In fig. I abc loopt dc r.'crduijnlr.ln door hc1brccdstcdeel van hct ccrste scgment dat |an dc opkomende zon eccl z i c h t b a a ri s l i n i í g . I c f d o o r h c t s r n a l s t d van de Í2 en in fig. I g ongevecr nriddcn 72
zeNn 2 1sa1
c
/
k
b
,'í-'\.
\
t-.-_ =_,
í:], _ r d
í
\
t\ )
o
' t,
\
(-
) \
\: -r.1
Fig. l. Zort.tr4tkont.\tnleí lucht.spiagalirtgbotert de Noonl:ee, \'uurgenonlcn te Sthiernutnnik u4q op )) ntt'i 198(). Tu::en de gegolltle kint ( k l c r t t l e r e r l r i j t t l i j r t l t ' . Í a v e n so p k o n t s t l i j t t l lvyittdt:ith cen onrcekeerl lteell van het deel vutt de hentel (of rurt le :on) tltssende grenslijn (91 en de terduijnlijn. De tekeningen :ijn celrus(crtt op klei nheeltldia'.s;hrandpunt af .;tuntl oltlekrief: l()00 ntnt.
f
,
1 '
s
Fig. .i. Ztnsopkontst bot'ett dL' ll'udtlett:ee. \:uur,qenonrettÍc Sthit'rnutnnil,ortg r4t )9 nnurt I 97 7. llt ururcer de x eersp i e qt'I t n q .;u nte ttyI oei t nl.'l J.':t'ttttt'\tltijt
'1,,l,
tttttttttt \dtt (lt t\ (.tt
Sl-vornt :ichtltuur. De u ecr.spit'gclittgbet'ittdt :tth onder ecn sírukke kintlyn. Dt' takenincen : ij n gelus eerd op k I ei ttheeIdd i u'.s; bru rttlp un t afstund oblekriel: 10() nnt.
c
liiq. ). Bepalins vutt lt,hoosÍe rttn de grett:lijn hij la :onsopgung ntet luchtspiegeling vun .t'oto D. Ll'e guun enon uit tlut het spiegelheeld op de kint rurt een punÍ uurt tlc runtl t'utt de:ottrte.tthill o1t de:ellde terítkule lijn ligt al.s het puttt :elf . I)a hepuling vortlt hernoeilijkt doorlut le kint ttier rethtlif nr.qi.t, rnuur gcgolltl.
Í ig. .1. /1n1.t,,n7onlsthovert de Ll uddett:t'c, tdurg?ilonl(n te Srhierntonttiktng op -10ntuurt 1 9 7 7 . D c d l - y o r n tt u t t t t e : o r t . l i t , i r t b : i t h t h u a r i.s, v'ordt veroor:uukí &ttr een vt,erspie,qelin.g in het \.'dÍenppt'rrluk. De *et'r.spieet'ling lijkt :iclt tc bet'indcn hort'rt de kint (:it'tttk foÍo 81. Op de kleinbeeltitliu'.s.ttuuntp lL' takenitt gen :ijtt ,tebaseerd.is tlt'terkt'li1l,t' kint :eer t'ttug :iLhÍhaar ter hoogte vutt dc stippellijn. Brurtlptutt tt.fstund objekttel. 100 rrtttt.
nrcl Fig. 1. Ton.rotulergun,q hctt'ut lc I'tnrd:ct reerspiegeling in het uuÍeroppen'luk att nrcí ltlintle .stnxtk. \'uur,q('nonrcttt4t l9 nrct 1980 te .Stlrierntonnikooc. Da tckotinq i.s ílebusecrd op eett klcinlvclddiu: hrundpntr u.fstuntlobyek tttl; )l)ltl) tttnt.
tussendc ondcrrand van de zon en clew'ccrs p i c g c l i n g T u s s e nd c v c r d r v i i n l u n' u ' c n d e kinr k zie-n\\'c een gespicgcldbeeld van de strook van de hemel (en van dc zon) tussen dc r"ercirrijnlijncn dc daarboven gelegcn grenslijn (g) Dc grcnslijn verbindt de puntcn die nog nct u'ccrspicgcldw'ordenaan dc kinr: dc afstand van de grcnslijn tot dc kirn is ongevccrhct dr-rbbclcvan de afstand tussen dc verduijnlijn en dc' kirn. Dc hoogtc r,an dc' grcnslijn is tc bepalen op de manier van fig. 2. Het optreden van de uccrspicgclingcnverklaart de verschijnselcndic bil ccn zonsopkomst boven \\'arm \\'atcrvlak bovcn de kim optrcdcn. Tcvens is nu in te zien dat dc u'ccrspiegelingzich altiyd boven dc kim bcvindt. Naast dc wccrspicgclingvan de zon zien u'c namclijk steedsde u'eerspiegeling van dc' hcmcl naast dc zon: dcze rl'eerspiegcling is nict van de hcrnel zclf tc onderschcidcn. Dc afbceldingenvan dc' zonsopkomst van fig. I bc'rattcn nog ccn aanu'ijzingdat het zec\\'ater\\'anre r is dan dc lucht erbolen (evcnals foto's ( en D). De golr.'cnin dc vertc liikcn namclijk boven de kim uit te korncn. zodat e-engcgolfde kimlijn zichtbaar is. Dit r"crschijnsclis boven rl'arn.t \\,atcrregclmatig\\ aar tc ncmcn. Dc O-r.'orm van dc zon kan r'"'ordentoegcschrcl'enaan tegen een warme luchtcen r.r'ccrspicgeling l a a g ( l L r c h t s p i c g c l i nagl)s t i j d c n sd e z o n s o p konrst. tc\,cns ccn of mccr van dc andcrc \ \ t r n l - \ \ A t e r k c n r t t c r k c nr r r rc c r g C n o m c n .
len vragen dan cchtcr nog de aandacht. omdat zc rnogclijkaanleidingkunnen geven tot onjuistc konklusicsover dc oorzaakvan dc Íl-vorm. l. Bij ccn zonsopkomstbovcn rlatm watcr ligt dc opkomstlijn (v in fig. l) op enige :rfstandboven de kim. Datzelfde'"'crschijnsel tree-dtook op als cr zich op cnige hoogtc bovcn hct zccoppcn"lak ccn inversic bcvindt. dic ccn z.g.blindc strook veroorzaakt. In zo'n gevalloopt de opkomstlijn langs de bovcnziide van de blinde strook. Daardoor ligt dc opkomstlijn dan boven dc kim. zondcr dat er van eenu'arm oppervlak sprakeis. Een evcntucel optrcdcnde kombinatie van blinde strook cn u'eerspicgclingin watcr (zoalsbij de zonsondcrgangvan fig. 41.kan dan onjuist gcïnterpreteerdwordcn. 2. (ieu,oonlijk bevindt ccn \\'eerspiegcling zich op hct u'ater.dus ir-rccn'nvatcroppcn'lak ondcr dc kim: in fig. 3 en op foto A is dat tegen duidclijk tc zicn. Dc rvce-rspiegcllng ccn \\'annc lr-rchtlaagdaarentegenbcvindt
zich stccclsbovcn dc kim. nct als in fig. I en op foto's C en D. Somscchtcr lijkt het of dc wcerspicgclingin het lr'ater zich bovcn de k'im bevrndt.zodat vcnvarring kan ontstaan ovcr de oorzaak van de Q-r,ornt.Dat u'as bijr,oorbecld hct gn'a1 tijdcns dc zonsopkomst vln fig. 5 cn foto E. Dc lichtstcrktc van dc zonncschijf ucck u'einrg af van dc lichtstcrktc van het ornringendedecl van dc hcmcl. Daardoor zijn ook dc rcflcktiesvan de zon cn van dc hcmcl orn dc zon hcen ongcvccrevenlichtstcrk. In dat gcval kan de u e-e rspicgclingvan de hcrncl haastniet u'ordcn ondcrschcidcnvan de hcmcl zclf. Een \\'aarnemcr vcrondcrstclt dc kin'r dan tcn onrcchtc r)ndcr dc rl'ccrspiegelingin plaats van erbor"cn.Hij ziet de zon èn t'ecrspiegc-ling r,an dc zonncschijfboven dczc (oncchtc) kim. Op dc dia's waarop fig. 5 is gebaseerd.is clecchtc kinr indcrdaadzL'crvaag tc zien op de door dc stippclltln aangegevcn hoogte. dus langs de bovcnzijdc "'an dc r"'eerspicgclingin het $atcÍ.
Peervorm Aarde nauwkeurigerbepaald
Scclcrthct cinde van dejarcn vijftig bestaat cr ccn vcrsncldc tocnamc in de kennis van d e l o r m v a n d e a a r d e .Z o i s m c n o . a . t e \\,etengekomendat de aarde.stcrk ovcrdre'pccrvorm' vcn uitgcdrukt. ccn heeft: clc Weerspiegeling in water noordpool ligt icts hoger. dc zuidpool icts Fig. 3 gccft ccn ."'oorbccld\an ccn zonsop- lagcr dan hct gcmiddclde oppervlak. Dczc noord-zuid afwijking kan men aflcidcn r:it korrst u aarbij de Q-r ornr vcroozaakt u'ordt door u ccrspicgt-linqin $ ater. Dc kinr de baanbewegingvan kunstmatigc satclliejs ccn strakgetrokken11n I)c opkorncndc ten. met name uit verandenngcnin dc kortzon verschijnt aan dc kim: dc afgcrondc ste afstand tot de aarde. Hoenel dc noordhockcn 'u'anhct eerste segrnentontbrckcn zuid afwijking slechtsklcin is. r'croorzaakt van de zij namelijk ecn af*'ijking r.'anvelc kilornclnict afgcbccld).Dc rvccrsprt-gcling zonneschijfbcvrndt zich stccdsop dczclídc tcrs in dc pcrigcumafstand. plaats onder clekim: hij zakt nict tcrug naar Dc Ilrit D. G. King-Helc hccft ccn nieuwe d c k i r n o m d a a r t c v c r d * i j n c n . z o a l si n h c t bcpaling van dc pccrvorm gedaanop grond bovcn *'ann van afn'ijkingcnin dc bancn van 28 satelliegeval ran dc lr-rchtspicgcling $ a t e r . D a a r d o o r i s h e t i n f i g 3 o o k n i c t tcn die bcu'ogcnin vlakkcn tusscnhet eve'mogclijk ccn vcrdr','ijnlijnaan tc geven op naanlak en hct r"lak door dc' polcn. Dc konstantehoogte.zoalsin fig. l. Denken n'e banen r"an deze satcllictenqerdcn afgclcid 'r'erduijnlijn' cen ongcvcc-rmiddcn tusscn uit ongevccr 5000 r',aarncmingendie in dc de'ondcrrand van dc zon cn dc bovenrand afgclopcn-jarencloor zou.cl vakmenscnals r.'an de wecrspiegeling.dan ligt de aldus amateurswerden verricht. In hct bijzondcr gcvondcnliln in fig. 3 c vec'lhogerdan rn fig. de Cosmos 248 en 373 rverd geobscn'ccrd. 3 a en b. Een dcrgelijk gcdrag r"an dc vcr- aangczienhun baanhel'lingcntusscn62" en d r v i j n l i j ni s b i j c c n l u c h t s p i c g e l i nzgc e r o n - 6 3 ' l i g g e n c n d e a f u i j k i n g c n i n c l c pcrigeuntafstandhier ticntallc'nkilonrctcrs u aarschijnlijk. Ilij een komplete meetreeksr"an foto's die bcdragcn. onder gunstigcornstandighcdcnis gcmaakt Nevenstaandefiguur geeft hct gcrniddcldc lzoals bijvoorbeelddie r.'anfig. l). is de oor- profiel van dc doorsncdcvan de aardedoor zaak van dc [2-vorm mct bchulp van dc de polen. De hoogte(getrokkcnltlnl is gcgebovenbcschrcvcn kenmcrkcn gcrnakkclijk v e n t . o . v . e e n b o l m e t a l p l a t t i n g l / 2 9 8 . 2 5 profiel ligt hct te bcpalcn. Vaak is ecn mcctrccksl'ccl min- (stippellijn). ln dit nier.rr"'e dcr vollcdig. bijvoorbccld omdat dc orn- zeenrvcauaan de noordpool l7.ll4 mctcr standight'dcnom tc fotografercn tc wcnscn bovcn dczc bol cn aan dc zuidpool 27.23 ( r \ c r l i c l e no I o n t d a lu c h i j r r l a r n t ' r n i n g m c t meter er ondcr. Dc noorcl-zuidasvmmetric ccn kijkcr onze aandacht op andere ver- (dc noordpoolstraal minus dc zr.ridpoolschijnselcn op clc zonneschijf hadden ge- straall bedraagtdus 45.1 mctcr. dat is 40 crn richt. In dergclr.lkcgcvallcnis hct toch vaak mogclijk uit hct bovenstaandcaf te lcidcn of \\'c ccn rvccrspicgclingin hct natcr dan wcl zien. Twcc vcrschijnscccn lr-rchtspicgcling
meer clan mcn aanvankclilk had afgcleid. Vcrdcr kon rlordcn vastgcstcld at dc Iouten in hct nu bcpaalde proficl nict groter dan 50 cm zullcn zijn: alleennabij de polcn z o u d c n a u x k e u r i g h e i dm i n d c r k u n n en z i i n en tot ongcvccr 1.5 rnetcr kunnen oplopc'n. Hct is toch vnelopnrcrkclijk dat dc vornt van d c a a r d ez o n a u u k c u r i g k a n * o r d c n a f g c l c i d m e t b c h u l p v a n s a t c l l i c t c nd i c s l e c h t s 'passicf' hun rond.jcsdraaicn (zie ook het a r t i k c l i n Z c m t 1 9 1 9p . 4 3 8 ) ( ( i l 3 / N a t r - r r cr.' o l . 2 l l ó . p . 3 7 7 ( 1 9 1 t 0 ) )
z E N r r2 1 9 8 1
'73