Het is een bijzonder natuurverschijnsel: polar stratospheric clouds (PSC). Deze kleurrijke wolken, in het Nederlands ook wel parelmoerwolken genoemd, bevinden zich in de stratosfeer en vormen alleen bij extreem lage temperaturen. Hoe deze parels in de lucht ontstaan, lees je in deze blog.
Wat zijn parelmoerwolken?
De parelmoerwolk dankt zijn naam aan de prachtige kleuren die doen denken aan het parelmoer in een schelp. Een parelmoerwolk lijkt niet op een ‘gewone’ wolk. Gewone wolken komen voor in de onderste twaalf kilometer van de atmosfeer: de troposfeer. Boven deze laag ligt de stratosfeer, een laag met zeer droge lucht. Door die droge lucht kunnen gewone wolken hier niet ontstaan.
Alleen onder uitzonderlijke omstandigheden vormen zich toch wolken in de stratosfeer. Dat zijn de parelmoerwolken, die voorkomen op een hoogte van 15 tot 30 kilometer.
De verschillende lagen van de atmosfeer. Parelmoerwolken komen voor in de stratosfeer, op een hoogte van ongeveer 15 tot 30 kilometer.
Extreem lage temperaturen
Parelmoerwolken zijn echte winterwolken en ontstaan alleen bij zeer lage temperaturen. De lucht op 15 tot 30 kilometer hoogte moet daarvoor koud genoeg zijn. Omdat de stratosfeer zo enorm droog is, ontstaan wolken pas wanneer de temperatuur lager is dan -80 °C. Pas onder deze ijskoude omstandigheden kan het kleine beetje vocht dat in de stratosfeer aanwezig is condenseren.
De opvallende kleuren van parelmoerwolken ontstaan doordat zonlicht om de ijskristallen heen buigt en daarna weer samenkomt. Naast ijskristallen bevatten deze wolken ook verbindingen van salpeterzuur, zwavelzuur en water. Bovendien hebben parelmoerwolken vaak een golvend patroon, veroorzaakt door de golvende luchtstromingen in de stratosfeer.
Parelmoerwolken met felle kleuren en een golvend patroon, gefotografeerd in Trysil in Noorwegen. Bron: Maarten Noort
De rol van parelmoerwolken bij ozonafbraak
Naast hun bijzondere uiterlijk spelen parelmoerwolken ook een belangrijke rol in chemische processen in de atmosfeer. De stratosfeer is namelijk ook de laag die de grootste hoeveelheid ozon bevat. Ozon heeft als belangrijkste functie het tegenhouden van het meest schadelijke deel van UV-straling van de zon.
Op de ijskristallen waaruit parelmoerwolken bestaan, vinden chemische reacties plaats in combinatie met zonlicht. Hierbij komen deeltjes vrij die ozonmoleculen kunnen afbreken. Als je parelmoerwolken ziet, weet je dus dat er hoog in de atmosfeer ozon wordt afgebroken. De grootschalige vorming van parelmoerwolken boven de Zuidpool wordt daarom in verband gebracht met het ontstaan van het zogenoemde ozongat. Lees meer over het gat in de ozonlaag in deze blog.
Waar en wanneer zijn parelmoerwolken te zien?
Parelmoerwolken ontstaan dus op plekken waar het ’s winters op grote hoogte in de atmosfeer extreem koud is. Dit is met name het geval nabij de Noord- en Zuidpool. Soms kan deze ijskoude stratosferische lucht afzakken naar zuidelijkere breedtegraden. Heel af en toe zijn parelmoerwolken daardoor zelfs in Nederland te zien.
Niet alleen de locatie, maar ook het moment van de dag is belangrijk. Parelmoerwolken worden namelijk zichtbaar wanneer de zon van onderaf op de wolk schijnt. Dat gebeurt als de zon laag aan de horizon staat. Ze zijn daarom vooral te zien tijdens schemering: net voor zonsopkomst of net na zonsondergang.
Parelmoerwolken gefotografeerd in Levi, Finland. Bron: Matthijs Meijer
Parelmoerwolken en klimaatverandering
Door klimaatverandering warmen de aarde en de onderste laag van de atmosfeer, de troposfeer, op. De stratosfeer koelt daarentegen juist af. Dit heeft meerdere oorzaken, waaronder de toename van broeikasgassen in de atmosfeer.
In de troposfeer houden broeikasgassen zoals CO₂ warmte vast, terwijl verhoogde concentraties CO₂ in de stratosfeer warmte juist sneller uitstralen naar de ruimte. Dit leidt daar tot afkoeling. Daarnaast speelt ook de afname van ozon in de lage stratosfeer een rol. Minder ozon betekent dat er minder UV-straling wordt geabsorbeerd, waardoor deze laag minder opwarmt.
Door de dalende temperaturen in de stratosfeer is het mogelijk dat parelmoerwolken in de toekomst vaker voorkomen. Misschien zijn ze dan ook vaker boven Nederland te bewonderen.
