In de lucht zie je toeristen en de aardschaduw

De aardschaduw is het deel van de atmosfeer dat in de schaduw van de aarde ligt. Foto Ben

Vakantie vieren op de helling van de Mont Ventoux. Met een onverwacht kijkje op de duizenden amateurwielrenners die de berg op- en afrijden. (De helmen, de zonnebrillen, de glimmende kuiten, de griezelige broeken.) En een even onbedoelde blik op het toeristenvliegverkeer tussen Duitsland en Spanje dat op tien kilometer hoogte voorbij raasde, want de Mont Ventoux ligt onder een belangrijke airway.

Vooral tegen acht uur ’s avonds, als de krekels de zang van de cicaden hadden overgenomen en de onderste delen van de berg in de schaduw raakten, vooral in de zoele avondschemering was het een komen en gaan van vliegtoeristen. Soms kwam er elke minuut een vliegtuig over en waren er wel vijf of zes tegelijk te zien, een lange file van noordoost naar zuidwest die nog volop schitterde in de zon, het condensspoor zachtroze. Met een smartphone en de app Flightradar24 was elk toestel op naam te brengen.

Later kwam dan de maan op, want op 10 augustus was het volle maan en op 11 en 12 augustus ook nog wel. Een bekende speling van de natuur wil dat de volle maan tegen de herfst avond na avond praktisch op hetzelfde moment opkomt: harvest moon. Je weet hoe het komt maar kan het niet uitleggen. Hoe het komt dat de opkomende volle maan zo ontzaglijk groot lijkt – de maanillusie – kan bijna niemand uiteggen. Er zijn boeken vol over geschreven maar het heeft niet geholpen.

Dit jaar, met een onbelemmerd uitzicht op de oostelijke horizon, viel de aandacht op een ander verschijnsel: het vaste patroon in de schemeringskleuren recht tegenover de plaats waar de zon onder gaat. Nooit eerder was opgevallen dat daarin wetmatigheid zit. Minnaert heeft het in deel 1 van De natuurkunde van ’t vrije veld uitvoerig besproken maar kon het niet goed illustreren omdat uitgever Thieme geen kleur gebruikte. Het is ruimschoots goed gemaakt in het prachtige Color and Light in Nature van de astronomen David Lynch en William Livingston.

De foto hierboven laat zien welke kleuren er meestal in het halve uur na zonsondergang aan de oostelijke hemel tot ontwikkeling komen. Minnaert beschreef ze, gaande van boven naar beneden, als blauw, witgeel, oranje, purperrood en ten slotte donker grijsblauw. Het subtiele geel-oranje-rood ontstaat zoals het oranje-rood aan de westelijke hemel door verstrooiing van zonlicht in de lage, dichte atmosfeer. Aan de oostelijke hemel wordt het de tegenschemering genoemd, in het Engels ‘anti-twilight arch’ of ‘Belt of Venus’. De tegenschemering laat ook de toppen van bergen na zonsondergang nog wat nagloeien en kleurt de condenssporen van hoogvliegende vliegtuigen roze.

Vandaag gaat het om de donkere grijsblauwe band dicht tegen de horizon. Die heeft een andere verklaring: het is de aardschaduw, of preciezer gezegd: het is het deel van de atmosfeer dat in de schaduw van de aarde ligt. Het wordt niet langer direct door de zon verlicht, maar ontvangt wel wat diffuse straling. Bovendien wordt het waargenomen dwars door luchtlagen die nog wel door de zon verlicht worden. Daarom is de aardschaduw niet pikzwart.

Er kan een halve eeuw voorbij gaan voor een mens door heeft dat de blauwe band nooit voor zonsondergang zichtbaar wordt en dat hij meestal maar een half uur, hoogstens drie kwartier bestaat. In die tijd kruipt hij ongeveer even snel naar boven als de zon in het westen verder onder de horizon zakt. Het schetsje laat zien hoe het werkt. Op den duur verdwijnt de blauwe band als het geel-oranje-rood van de tegenschemering uitdooft en de rest van de hemel ook donker wordt. Het is mysterieus en begrijpelijk tegelijk. Zelfs de preciezere waarneming dat de aardschaduw vaak nét al zichtbaar is voor de zon onder is heeft men kunnen verklaren: de lage, dichte en altijd licht vervuilde atmosfeer werpt schaduw op zichzelf.

Moeilijker ligt het met een andere precisering: dat het schaduwblauw bij nader inzien nét wat sneller stijgt dan de zon zakt. De twee genoemde boeken verwijzen wat dat betreft naar literatuur die zo obscuur is dat afgelopen week geen duidelijkheid ontstond. Lynch en Livingston melden bovendien nog dat er soms, ‘for reasons not known to the authors’, helemáál geen aardschaduw ontstaat.

Het beste bewijs voor de aanwezigheid van zoiets als aardschaduw komt van de maansverduisteringen die zich met grote regelmaat – maar net niet afgelopen augustus – bij volle maan voordoen. Dichter bij huis is het natuurlijk af te leiden uit de alledaagse waarneming dat de toppen van de bergen nog verlicht kunnen zijn als de basis al in het duister ligt. Of dat hoog vliegende vliegtuigen na zonsondergang nog zonlicht kunnen vangen. Op internet (earth, shadow, shuttle) zijn foto’s te vinden van raketlanceringen die bij zonsondergang plaats vonden: het onderste deel van het kilometerslange rookspoor in de schaduw, het bovenste fel verlicht, en halverwege de karakteristieke tegenschemeringskleuren.

Bijna net zo mooi was een belevenis tijdens de Ventoux-vakantie. In de vroege avond van 21 augustus kwam opeens het International Space Station over zetten, feller stralend dan Venus ooit zal doen. Tot het moment dat het in het oosten de aardschaduw binnen zeilde, toen werd het in één keer onzichtbaar. Precies op de juiste plaats.