Wetenschap

Abnormaal: waarom sloeg de bliksem 48 keer in bij de Noordpool?

Wetenschappers waren verrast toen ze vorig weekend tientallen bliksemschichten op ruim vijfhonderd kilometer van de Noordpool registreerden.donderdag 15 augustus 2019

Door Robin George Andrews
Op zaterdag 10 augustus werden binnen een straal van driehonderd zeemijl (555,6 kilometer) van de Noordpool 48 bliksemschichten gedetecteerd, het hoogste aantal dat ooit op zulke noordelijke breedtegraden is waargenomen.

Onweer is een alledaags verschijnsel op aarde, maar in bepaalde delen van de wereld, waaronder het Noordpoolgebied, is het veel zeldzamer dan elders. Voor het ontstaan van onweer en bliksem moet de atmosfeer instabiel zijn, wat het geval is als warme, vochtige lucht door koude, droge lucht wordt opgestuwd. Maar op noordelijke breedtegraden is er vaak helemaal geen warmere en vochtiger lucht voorhanden.

Wetenschappers waren dan ook verrast toen ze het afgelopen weekend tientallen bliksemschichten op ruim vijfhonderd kilometer van de Noordpool registreerden. Het was zelfs zó ongebruikelijk dat het fenomeen door het regiokantoor van de Amerikaanse National Weather Service in Fairbanks, Alaska, op Twitter werd gezet. In een bulletin van de dienst stond dat dit voor zover bekend “de noordelijkste bliksemschichten in Alaska waren die ooit zijn waargenomen.”

Hoewel er een combinatie van talloze factoren voor nodig is om onweer en bliksem te creëren, hangt het spookbeeld van de klimaatverandering ook boven dit meteorologische mysterie. Het is mogelijk dat onder andere het extreem warme weer in het Noordpoolgebied in de afgelopen tijd, het verbluffende gebrek aan pakijs en mogelijk ook de rook die wordt veroorzaakt door ongekende bosbranden binnen de Poolcirkel tot het onverwachte optreden van deze onweerswolken in de buurt van de Noordpool hebben geleid.

“Het is een uitzonderlijk jaar en een uitzonderlijke zomer in het hoge noorden geweest,” zegt Daniel Swain, klimatoloog aan de University of California in Los Angeles.

Er gebeuren vreemde dingen in het Noordpoolgebied, en de merkwaardige bliksemschichten zijn het zoveelste teken dat daarop wijst.

Bij heldere hemel

De bliksem werd gedetecteerd door het GLD360-netwerk van het bedrijf Vaisala, dat gebruikmaakt van de GPS-gegevens van een wereldwijd netwerk van radio-ontvangers. De ontvangers pikken de korte maar krachtige radiosignalen op die bij elektrische ontladingen worden uitgezonden. Afzonderlijke sensoren kunnen zulke radiosignalen op een afstand van 9600 kilometer detecteren, zodat het netwerk de hele aardbol beslaat, zelfs de meest afgelegen delen van het Arctisch gebied.

Ryan Said, onderzoeker van Vaisala en de uitvinder van het GLD360-systeem, legt uit dat bliksem al eerder binnen een straal van driehonderd zeemijl (555,6 kilometer) van de Noordpool is geregistreerd. Tussen 2012 en 2017 was er elke zomer niet meer dan één enkele dag en soms geen enkele dag waarop er binnen deze straal bliksemschichten werden geregistreerd. In zulke jaren werden op die ene dag maximaal zes ontladingen waargenomen.

Het onweer van afgelopen weekend was uitzonderlijk door het hoge aantal bliksemschichten dat in korte tijd werd gemeten. Binnen driehonderd zeemijl van de Noordpool werden 48 afzonderlijke ontladingen gedetecteerd, terwijl het aantal bliksemschichten binnen een straal van zeshonderd zeemijl (1111,2 kilometer) van de Noordpool ruim duizend bedroeg.

In het algemeen is onweer in het Noordpoolgebied niet ongebruikelijk, en in noordelijke gebieden van Alaska en Siberië worden bijna elke zomer bliksemschichten waargenomen. Maar zodra je de kust van de Noordelijke IJszee bereikt en het gebied ten noorden ervan bekijkt, is er doorgaans geen opstijgende warme lucht noch voldoende atmosferische instabiliteit aanwezig om onweerswolken met bliksemontladingen te veroorzaken.

Bliksem komt meestal in en rond onweerswolken voor die hoog genoeg zijn om voldoende ladingsscheiding tussen de boven- en onderzijde van de wolken te creëren. Maar in de buurt van de Noordpool is het ontstaan van hoge wolken lastig. Daar ligt de tropopauze – de stabiele luchtlaag die als een soort deksel op het actieve weerssysteem van de atmosfeer ligt – op ongeveer de helft van hoogte die ze rond de evenaar heeft. Dat betekent dat wolken volgens Swain vrijwel nooit de hoogte bereiken die nodig is voor die allesbepalende ladingsscheiding.

Met dat in gedachten is het misschien te begrijpen dat de wetenschappers aanvankelijk sceptisch waren over deze metingen, zegt Said. Een zó hoog aantal bliksemschichten zou zover in het noorden helemaal niet te zien moeten zijn.

Donkere wolken

Rick Thoman, klimaatspecialist bij het International Arctic Research Center in Fairbanks, Alaska, denkt een verklaring te hebben voor het optreden van de bliksem. Een massa warme, vochtige lucht trok vanuit Siberië naar het noorden en werd door de aanwezigheid van een koude, door ijs gekoelde onderste luchtlaag boven de Noordelijke IJszee opgestuwd naar grote hoogte. Daardoor ontstond een zeer sterk verticaal temperatuurverloop in de atmosfeer, waarbij de luchttemperatuur met toenemende hoogte zeer snel daalde.

Samen met de relatief hoge vochtigheid van de luchtmassa leidde deze extreme verticale temperatuurgradiënt tot de vorming van hoge ‘bloemkoolwolken’ die in staat zijn om bliksem te genereren. Duidelijk is dat dit zeker niet elk jaar gebeurt, dus wat was er dit jaar zo anders?

In het verleden was de Noordelijke IJszee altijd dichtgevroren, zelfs in de zomer, legt Swain uit. Maar dat is nu steeds minder vaak het geval, en deze zomer dreef er in grote delen van de oceaan helemaal geen ijs.

“Het is in het hele Noordpoolgebied een uitzonderlijk warm jaar met een ongekend gebrek aan pakijs,” zegt hij. Die ongebruikelijke situatie kan deels tot de ideale omstandigheden voor het optreden van bliksemschichten hebben geleid.

De wateren voor de kust van de Noordelijke IJszee zijn momenteel buitengewoon warm omdat ze gedurende meerdere maanden zijn opgewarmd door het zomerse zonlicht, dat in het verleden door het spierwitte pakijs werd gereflecteerd. Naast het überhaupt al warmere Noordpoolgebied in het algemeen heeft dit mechanisme de temperatuur en luchtvochtigheid in de regio nog verder verhoogd.

In het verleden zou zo’n pluim van warme, vochtige lucht uit Siberië op zijn weg naar het noorden op pakijs zijn gestuit, waardoor hij snel weer zou zijn afgekoeld en misschien langzaam zou zijn opgelost. Maar door de warmere en ijsvrije oceaan van dit moment kon de pluim veel verder naar het noorden trekken, tot vlakbij de Noordpool zelf.

Tegelijkertijd woeden er in heel Siberië grote bosbranden, waardoor de warme luchtmassa mogelijk is verrijkt met roetdeeltjes. Dat soort deeltjes werkt volgens Swain het ontstaan van wolken in de hand, waardoor het heel goed mogelijk is dat de branden een rol hebben gespeeld in de vorming van hoge wolkenpartijen die bliksem kunnen voortbrengen.

Volgens Thoman zorgt de warmere omgeving van het Noordpoolgebied voor een verwijding van het ‘deksel’ op de atmosfeer, de troposfeer, waardoor er meer ruimte ontstaat voor de vorming van torenhoge donderwolken van ijs- en waterdruppeltjes die bliksemschichten kunnen genereren.

Schokkende toekomst

Het is nog maar enkele tientallen jaren mogelijk om bliksemschichten op zulke grote afstanden te detecteren, maar het optreden van dit fenomeen in de buurt van de Noordpool blijft “extreem zeldzaam”, aldus Swain. Meer onderzoek is nodig om te bevestigen welke mechanismen deze onweerswolken hebben veroorzaakt, maar er is “een duidelijk verband met de ongebruikelijke omstandigheden van de Arctische zomer van dit jaar, die op hun beurt zijn terug te voeren op klimaatverandering,” zegt hij.

Hoewel ze nog altijd relatief zeldzaam zullen blijven, zullen bliksemschichten in de buurt van de Noordpool waarschijnlijk steeds vaker voorkomen naarmate de wereld verder opwarmt. Tegelijkertijd worden satellietopnamen en het detecteren van bliksem steeds beter, wat volgens Marshall Shepherd, atmosfeerwetenschapper aan de University of Georgia, betekent dat we in de toekomst waarschijnlijk meer van deze “schokkende” fenomenen zullen zien.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Wereldkaart: waar zijn de meeste bliksems te zien?

Deze week kun je meerdere clusters van hemellichamen zien. Maar als je geen voor- of achtertuin hebt, of er is te veel kunstmatig licht in de stad, waar ga je dan heen om sterren te kijken?
11 foto's
11x schattige foto’s van Arctische dieren
Zwijmel weg bij deze winterse dieren die je in het noordpoolgebied kunt vinden.

Bekijk deze wonderbaarlijke zeewezens onder het Noordpoolijs

<em>Viktor Ljagoesjkin fotografeert een wereld van onderzeese engelen, spookkreeftjes en zeesterren onder een bevroren zee.</em>
Lees meer