Zoek de zon op!

Maar weinig hemelverschijnselen laten zich zo gemakkelijk bekijken als de ondergaande zon. Daarbij komt nog dat eigenlijk elke zonsondergang weer anders is. Vaak zakt de zon weg in een dikke wolkenlaag. Maar als je geluk hebt, is de lucht strakblauw en kun je de zon naar de horizon zien zakken. Wees echter voorzichtig: zelfs de straling van de ondergaande zon kan nog schadelijk zijn voor je ogen. Staar er niet te lang naar!

Als de zon hoog aan de hemel staat, is het een keurig schijfje. Maar bij zonsopkomst (of -ondergang) is dat anders. Dan doen zich allerlei vreemde vervormingen van het schijfje voor. Zulke vervormingen hebben natuurlijk niets met de zon te maken: ze worden veroorzaakt door de lucht. Lucht is niet niks, namelijk. Ze bestaat uit ontelbare kleine deeltjes die atomen en moleculen worden genoemd.
Niet alle zonnestralen hebben evenveel last van deze deeltjes. Zonlicht is eigenlijk niet geel, maar bestaat uit een mengsel van allerlei kleuren: alle kleuren van de regenboog, om precies te zijn. Vooral de blauwe zonnestralen worden door de deeltjes in de lucht alle kanten op gekaatst – verstrooiing heet dat. Het zijn deze blauwe zonnestralen die de kleur van de lucht veroorzaken. Het is dus niet zo dat de lucht zélf licht uitzendt!
Door de verstrooiing raakt het zonlicht een beetje kleur kwijt. Daardoor lijkt de zon geler dan zij in werkelijkheid is. En hoe meer lucht er tussen de zon en je oog zit, des te groter is het effect. Dat zie je vooral tegen zonsondergang, als de zonnestralen een lange weg door de lucht moeten afleggen. Geleidelijk zie je de kleur van de zon dan veranderen in oranje en later in rood.

Ovale vorm

De meest opvallende verschijnselen rondom zonsondergang doen zich de laatste tien minuten voor. Je kunt dan heel mooi de gevolgen van de lichtverstrooiing zien. De onderkant van de zonneschijf is het meest rood gekleurd, terwijl de delen erboven een geleidelijke overgang naar oranje en geel laten zien.
Behalve van kleur verandert de ondergaande zonneschijf echter ook van vorm. Terwijl de zon naar de horizon zakt wordt ze steeds 'platter'. Ook dat wordt veroorzaakt door de atmosfeer, de luchtlaag om de aarde, die als een soort lens of brillenglas fungeert. Hoe lager de zon staat, des te langer is de weg die het zonlicht door de lucht moet afleggen en des te sterker is de lenswerking. Het gevolg van deze lenswerking is dat hemelobjecten die dichtbij de horizon staan een beetje worden 'opgetild': hun licht bereikt ons via een boogje (zie tekening). De wetenschappelijke naam voor dit verschijnsel is straalkromming.

Bij de ondergaande zon wordt de onderkant van de zonneschijf, die het dichtst bij de horizon staat, een beetje meer opgetild dan de bovenkant. En daardoor wordt de schijf dus platter. Het afbuigende effect van de lucht is zelfs zo sterk dat als we de zon de horizon zien raken, hij in werkelijkheid al is ondergegaan!

Omega-vorm

Meestal zien we de ondergaande zon steeds roder en platter worden, totdat ze achter wolken laag bij de horizon verdwijnt. Maar als het even meezit, krijgen we ook het vervolg van de voorstelling te zien. Vlak boven de horizon lijkt dan de bovenkant van een 'tweede zon' te verschijnen. Bij het ondergaan van de zon lijken de twee naar elkaar toe te kruipen, totdat ze elkaar raken. De zonneschijf heeft dan een vorm die aan de Griekse hoofdletter omega (W) doet denken.
Deze omega-vormige zon wordt veroorzaakt door temperatuurverschillen in de lucht boven het aardoppervlak. In de loop van de dag wordt het aardoppervlak of het oppervlaktewater van de zee door de zon verwarmd. En daardoor ontstaat vlak boven het oppervlak een luchtlaag die warmer is dan de laag erboven. Het grappige is nu dat een lichtstraal die vlak langs de grond gaat door de warme luchtlaag naar boven toe wordt afgebogen (zie tekening). In het geval van de ondergaande zon betekent dit dat lichtstralen van de zon ons op twee manieren kunnen bereiken: min of meer rechtstreeks én via een omweg waarbij zonlicht door de warme lucht wordt afgebogen.

Het resultaat is dat we twee afbeeldingen van de zon te zien krijgen. Het ene zonnebeeld daalt naar de horizon, terwijl het andere juist omhoog komt. Als de twee elkaar raken, ontstaat de omega-vorm.

Luchtspiegeling

De omega-vormige zon is in feite niets anders dan een luchtspiegeling, een verschijnsel dat vaak boven een warme asfaltweg te zien is. Bij zonnig weer lijkt de weg dan in de verte met plassen water bedekt te zijn, die groter en duidelijker worden als we knielen. Dat 'water', dat ook wel 'gekkenwater' wordt genoemd, is niets anders dan de weerspiegeling van de hemel in de warme luchtlagen boven het wegdek. Ook in de woestijn is het 'gekkenwater' vaak te zien, wat nogal verwarrend kan zijn als je naar echt water op zoek bent.
De hier beschreven luchtspiegeling is maar één van de vele soorten die er zijn. Wat je precies te zien krijgt, hangt af van de temperaturen van de verschillende luchtlagen boven het aardoppervlak.

Luchtspiegelingen boven de hete zoutvlakten van Tunesië.