A holdfogyatkozások és a földi légkör

Nem túl meglepő, hogy a Föld árnyéka időnként eltakarja a Holdat. A Föld árnyékkúpja több, mint egymillió km hosszú, így jóval túl ér a holdpályán. A Hold távolságában az árnyékkúp átmérője kb. 9000 km, mintegy két és félszer nagyobb a Holdnál. Így égi kísérőnk teljesen belemerül az árnyékba.

A valóságban azonban mégsem sötétedik el teljesen, s ennek a Föld atmoszférája az oka. Ez az átmeneti zóna megtöri a napfényt, így a fogyatkozás alatt is éri fény a Hold felszínét.

Az inhomogén légkör fénytörése bonyolult jelenség. Függ a fény hullámhosszától, de a gázkeverék állapotától is. A hőmérséklet, sűrűség és nyomás labilis ingadozásai állandóan változtatják a törésmutatót. Az atmoszféra alsó rétegeiben az időjárás, a felső rétegekben a nappali és éjszakai oldal között fenálló 500 fok hőmérsékletkülönbség miatt fújó erős szél hoz létre folyamatos változásokat. Minél magasabb rétegeket vizsgálunk, annál erőteljesebbek a földönkívüli hatások. Az ionoszféra rétegeiben lebegő meteorpor is jelentősen megnehezíti az atmoszféra és a napfény kölcsönhatásának vizsgálatát.


1. ábra A napfény törése a földi légkörben. 2. ábra A különböző légrétegeken áthaladó fény a földárnyékban.

Az 1. és 2. ábra mutatja a fénytörés hatását a földárnyékra. Az A jelű tartomány fényességét a légkör alsó, 12 km-ig terjedő rétege, a B gyűrűt a 120 km-es magasságig terjedő középső rétegek, a C-t pedig a magaslégkör befolyásolja.

A földárnyék vizsgálata a légkörnek nem csak a vertikális metszetére enged következtetni. A különböző földrajzi területekhez az árnyék különböző részei tartoznak. A 3. ábra mutatja a földárnyék felosztását, a 4. ábra pedig a földi terminátor helyzetét az 1990. februári fogyatkozásnál a Hold árnyékba való belépésének közepén.


1: Kanada 2: Grönland 3: Atlanti-Óceán 4: Nyugat-Afrika 5: Dél-Afrika nyugati partvonala	6: Indiai-Óceán 7: Antarktisz 8: Új-Zéland 9: Csendes-Óceán 10: Alaszka
3. ábra. A földárnyék felosztása a felszín szerint (1990. február)

4. ábra. A nappal és az éjszaka elválasztóvonala az 1990. februári holdfogyatkozás során

Az árnyék vöröses színéért a fényelnyelés a felelős, amely erőteljesebb a rövidebb (kék) hullámhossszaknál, és kevésbé hatékony a vörös fénynél. A szürkés vagy másfajta elszíneződéseket azonban a légkör pillanatnyi állapota okozhatja. Egy-egy vulkánkitörés után a hamu a 40-80 km magas légrétegekben gyűlik össze. A hatás késleltetve, 1-2 évvel a kitörés után jelentkezik.

Az alsó légrétegek fényelnyelése már annyira jelentős, hogy "megnövelik" a Föld átmérőjét, mintegy 2 %-os árnyéknövekedést okoznak. Ennek pontos értéke a kráterfedések bekövetkezésének időpontjából számítható. Az árnyéknagyobbodás függ a Hold távolságától is, ezért át szokták számítani földsugár nagyobbodásra. Ez megadja, hogy az alsó légkör milyen vastag rétege nyeli el teljesen a fényt, s okozza az árnyéknagyobbodást. A földárnyék-növekedések táblázatában láthatjuk a holdfogyatkozások árnyék- és földsugár nagyobbodását. Az átlagos 80-90 km-es érték kisebb, mint a légkörben lebegő meteorpor 120-150 km-es magassága. Inkább a fényes éjszakai felhők (jégkristályok) rétegeinek felel meg, a lebegő vulkáni hamu rétegei felett.

(A Sterne und Weltraum 1988. 4. és 6. számában megjelent cikkek alapján)

Megjelent: Albireo, 1991.1. sz.