Het meemaken van een zonsverduistering is zeker een aparte ervaring. Hoewel het spektakel grotendeels visueel is, kunnen er ook andere effecten zijn. De lucht kan afkoelen en waarnemers kunnen een afname van de windsnelheid of een verandering in de windrichting opmerken. Er kan zelfs een griezelige stilte zijn.
Ervaringen als deze worden al eeuwenlang genoteerd en de beroemde astronoom Edmund Halley schreef over de ‘Chill and Damp die de duisternis bijwoonde’ tijdens een zonsverduistering in 1715, die volgens hem ‘een gevoel van horror’ veroorzaakte onder degenen die getuige waren van de gebeurtenis.
Hoewel de meeste mensen een zonsverduistering zouden omschrijven als 'ontzagwekkend' (en helemaal niet gruwelijk), worden de atmosferische veranderingen die de waarnemers in de loop der jaren hebben opgemerkt, de 'verduisteringswind' genoemd. En nu, gebaseerd op de waarnemingen van meer dan 4.500 burgerwetenschappers in het VK tijdens de gedeeltelijke zonsverduistering op 20 maart 2015, is dit effect niet alleen een verzinsel van iemands verbeelding; het is een echt fenomeen.
Het National Eclipse Weather Experiment (NEWEx) was een Brits burgerwetenschappelijk project voor het verzamelen van atmosferische gegevens tijdens die zonsverduistering. Het publiek - waaronder ongeveer 200 scholen - registreerde tijdens de verduistering elke vijf minuten weersveranderingen zoals luchttemperatuur, windsnelheid, windrichting en bewolking. Die gegevens, die online werden ingediend, werden vergeleken met officiële gegevens van de Britse Met Office-waarnemingen, de nationale weerdienst van het Verenigd Koninkrijk.
"De NEWEx was, voor zover we weten, een wereldprimeur in het meten en analyseren van eclipsveranderingen in het weer op nationale schaal, bijna in realtime, door middel van een netwerk van burgerwetenschappers", schreven onderzoekers Luke Barnard, Giles Harrison, Suzanne Gray en Antonio Portas van de University of Reading, in een van een reeks nieuwe artikelen over eclipsmeteorologie die deze week is gepubliceerd.
Uit de gegevens bleek dat niet alleen de atmosfeer tijdens de zonsverduistering afkoelde - wat niet verrassend is omdat zonnestraling door de maan wordt geblokkeerd - maar ook de wind en bewolking zijn afgenomen. Het cumulatieve effect is reëel, niet alleen anekdotisch, zei het team.
De data
NEWEx verzamelde 15.606 meteorologische waarnemingen van 309 locaties in het VK en op basis van die waarnemingen kon het wetenschapsteam schattingen afleiden van de luchttemperatuur aan de oppervlakte, de bewolking en de windsnelheden aan de oppervlakte op veel Britse locaties. De gegevens die door burgerwetenschappers waren ingediend, werden gecombineerd met oppervlakteweerstations van het Met Office-netwerk en een netwerk van weersensoren langs de weg die de snelwegomstandigheden bewaken. De combinatie van gegevens hielp het eeuwenoude mysterie van de zonsverduistering te ontrafelen.
Uit analyse van de gegevens ontdekten ze dat de windverandering wordt veroorzaakt door variaties op de 'grenslaag' - het luchtgebied dat gewoonlijk hoge winden scheidt van die op de grond.
"Er zijn door de jaren heen veel theorieën geweest over de zonsverduistering, maar we denken dat dit de meest overtuigende verklaring tot nu toe is", zei Harrison in een persbericht van de University of Reading in het VK. “Als de zon achter de maan verdwijnt, koelt de grond plotseling af, net als bij zonsondergang. Dit betekent dat warme lucht niet meer uit de grond stijgt, waardoor de windsnelheid daalt en de richting verandert, omdat de vertraging van de lucht door het aardoppervlak verandert. "
De metingen van burgerwetenschappers toonden duidelijk temperatuurdalingen en een afname van wolken aan. Het team merkte op dat het vanwege de lage windsnelheid en sommige gebieden waar de verandering in bewolking klein was, het voor de deelnemers moeilijk was om een aantal metingen uit te voeren. Maar de hoge deelname in het VK leverde voldoende gegevens op voor het team om hun conclusies te trekken.
“Halley vertrouwde ook op het combineren van eclipswaarnemingen van amateuronderzoekers in heel Groot-Brittannië. We hebben zijn aanpak voortgezet, 'zei Harrison.
Deze week werden in totaal 16 nieuwe artikelen en rapporten gepubliceerd in een speciale 'eclipse meteorology'-uitgave van' s werelds oudste wetenschappelijke tijdschrift, Philosophical Transactions of the Royal Society A. De speciale uitgave wordt 301 jaar na Halley's rapport over de eclips in Londen gepubliceerd. in 1715 - en in precies hetzelfde tijdschrift.
Het team schreef dat ze hopen dat een soortgelijke inspanning op het gebied van burgerwetenschap kan plaatsvinden in augustus 2017, wanneer een totale zonsverduistering vanuit Noord-Amerika zichtbaar zal zijn, wat een nieuwe kans biedt om door eclips veroorzaakte meteorologische veranderingen te bestuderen.
"NEWEx dient als een nuttig voorbeeld van de sterke punten en uitdagingen van het gebruik van een burgerwetenschappelijke benadering om door eclips veroorzaakte meteorologische veranderingen te bestuderen, en kan een sjabloon bieden voor een soortgelijk onderzoek voor de eclips van augustus 2017," zei het team.
Bronnen: Paper: The National Eclipse Weather Experiment: an assessment of citizen scientist weather observation, Philosophical Transactions of the Royal Society A, University of Reading.
