Hemellicht versterkt door reflecties aan zijkant stapelwolken

Het gezonde verstand zegt dat tijdens een onbewolkte hemel de totale hoeveelheid zonnestraling die het aardoppervlak bereikt maximaal is. Toch is dat niet altijd het geval. Tijdens bewolking kunnen er situaties optreden waarin de totale kortgolvige straling van de hemelkoepel groter is dan tijdens een onbewolkte hemel.

Dat kan gebeuren bij aanwezigheid van cumuluswolken, ofwel stapelwolken. Deze wolken, die zich kunnen uitstrekken tot op zeer grote hoogten, reflecteren onder bepaalde omstandigheden aan één zijkant zonnestraling naar de aarde. Meetinstrumenten registreren dan enige tijd een sterkere kortgolvige straling dan tijdens een onbewolkte hemel.

Tot voor kort was er nog maar weinig bekend over de duur en intensiteit van dit verschijnsel, sinds 1992 Cumulus Solar Irradiance Reflection (CSIR) genoemd. John Laird, een atmosfeeronderzoeker van de Purdue-universiteit in West Lafayette, heeft deze gegevens nu afgeleid uit stralingsmetingen die in de zomer van 1995 werden verricht op het meteorologisch waarnemingsplatform boven zijn universiteit. Hij gebruikte daarvoor pyranometers: instrumenten die de straling meten die van de gehele hemelkoepel komt. Naderhand vergeleek hij de metingen met de waarden die zouden moeten gelden voor een onbewolkte hemel.

Op een onbewolkte, zomerse dag kan de intensiteit van de totale straling van de hemel boven West Lafayette, een plaats op 40° noorderbreedte, oplopen tot ongeveer 900 watt per vierkante meter. Uit de metingen blijkt nu dat op zo'n dag vele malen enkele tientallen watts méér kunnen worden gemeten, tot een maximum van 151 watt, een toename van 16 procent. In het ultraviolet waren deze uitschieters kleiner: 10 procent in het UV-A en 8 procent in het UV-B. Vrijwel alle reflectie-activiteit vond plaats rond het middaguur of in de middag, wat samenhangt met het feit dat vooral na een heldere, warme ochtend convectie kan plaatshebben die tot de ontwikkeling van cumuluswolken leidt. (Atmospheric Research 44, p. 317).

De duur van de wolkenreflecties liep uiteen van enkele minuten tot een half uur. Volgens de onderzoekers suggereert deze vrij korte duur dat de wolkenreflecties geen belangrijke klimatologische en biologische implicaties hebben. De stapelwolken veroorzaken door hun schaduwwerking namelijk ook tijdelijke afnamen in de totale straling en die invloed is veel groter dan het totaal van de wolkenreflecties. Alleen in gebieden waarin de bewolking een niet-willekeurig karakter heeft, bijvoorbeeld onder invloed van een bergrug, zouden wolkenreflecties een invloed op het lokale klimaat - en de fotosynthese van planten - kunnen hebben.