Phänomen NLC: Wie leuchtende Nachtwolken entstehen

Sie erscheinen plötzlich am Nordhimmel – in zarten, silbrig-blauen Wellenmustern – und verschwinden ebenso lautlos wieder: Noctilucent Clouds (NLCs), auch leuchtende Nachtwolken genannt, gehören zu den faszinierendsten Himmelsphänomenen, die sich mit bloßem Auge und Kamera beobachten lassen. Was sie so besonders macht, ist nicht nur ihre Erscheinung, sondern auch ihr wissenschaftlicher Wert.

Was sind NLCs?

Leuchtende Nachtwolken zählen zu den höchsten Wolkenformen in der Erdatmosphäre. Sie entstehen in der Mesosphäre, etwa 80 bis 85 Kilometer über der Erdoberfläche – deutlich höher als gewöhnliche Wetterwolken. Ihre Struktur besteht aus mikroskopisch kleinen Eiskristallen, die sich unter extrem kalten Bedingungen bilden weit unter -120 °C . Voraussetzung dafür ist das Vorhandensein winziger Staubpartikel, an denen sich Wasserdampf anlagern kann. Alternativ können sich durch den Dipolcharakter der Wassermoleküle sogenannte Wasserclusterionen bilden, die ebenfalls als Ausgangspunkt für die Kristallisation dienen. Sie werden nur sichtbar, wenn die Sonne bereits unter dem Horizont steht und ihre Strahlen die hohen Eisschichten von unten her beleuchten. Das macht sie vor allem in den Sommermonaten in höheren Breitengraden zwischen etwa 50° und 65° Nord/Süd sichtbar – also auch über Mitteleuropa.

Wie werden leuchtende Nachtwolken wissenschaftlich erfasst?

Zur Untersuchung von leuchtenden Nachtwolken (NLCs) wird vor allem bodengestützte Technik eingesetzt. Diese Systeme liefern präzise Daten über Struktur, Entstehung und klimatische Bedeutung der hochgelegenen Eiswolken:

LIDAR-Systeme:
Bodenbasierte Laser messen Höhe, Dichte und Feinstruktur der Eisschichten durch Rückstreuung des Laserlichts.
Radar (z. B. OSWIN-VHF-Radar):
Sendet Radiowellen in die Atmosphäre und empfängt Echosignale aus der NLC-Schicht – insbesondere sogenannte PMSEs (Polar Mesospheric Summer Echoes), die durch geladene Eiskristalle verursacht werden.
MAARSY (Middle Atmosphere Alomar Radar System):
Das in Nordnorwegen betriebene Hochleistungs-Radar liefert hochauflösende Daten zur Dynamik der mittleren Atmosphäre. Es misst Windfelder, Turbulenzen und Feinstrukturen im Bereich der Mesosphäre und ermöglicht so detaillierte Analysen zur Entstehung und Bewegung von NLCs.

Ergänzend zu den bodengestützten Verfahren liefert auch die Fernerkundung aus dem All wertvolle Daten. Ein Beispiel ist:

OMPS LP an Bord des Satelliten NOAA-21:
Das Instrument OMPS LP (Ozone Mapping and Profiler Suite Limb Profiler) misst das von der Atmosphäre gestreute Sonnenlicht am Horizont und erstellt Höhenprofile von Aerosolen und Ozon – auch in der Mesosphäre, wo NLCs entstehen. Dadurch lassen sich vertikale Verteilungen und zeitliche Veränderungen der Eisschichten analysieren. Die Daten tragen zum besseren Verständnis der Dynamik leuchtender Nachtwolken und ihrer klimatischen Bedeutung be

Fotografie: So gelingen beeindruckende NLC-Aufnahmen

Für Fotograf:innen sind NLCs ein visuelles Geschenk – aber auch eine kleine Herausforderung. Ihre feinen Strukturen und das schwache Licht verlangen nach der richtigen Technik:

Beste Zeit: In Mitteleuropa etwa von Mitte Juni bis Ende Juli, zwischen 22:30 Uhr und 03:30 Uhr MESZ.
Blickrichtung: Nordnordwest bis Nordost, bei freiem Horizont.
Kamera-Setup: Manuelle Belichtung mit ISO 400–800, Blende f/2.8–f/5.6, Belichtungszeit 2–30 Sekunden.
Stativ & Fernauslöser: Unverzichtbar für scharfe Bilder.
Wetterlage: Klare Sicht ist Voraussetzung – ebenso hilfreich sind spezielle NLC-Vorhersagen im Netz.