Abstract

The first recordings of the Novaya Zemlya (NZ) effect were made during Willem Barents’ third Arctic expedition. Ray-tracing analyses of the three key observations, on 24–27 January 1597, show that all the reported details can be explained by adopting one common and realistic type of temperature inversion. In particular, the Moon-Jupiter conjunction could have been visible over the central mountain ridge of the island. We show that the NZ effect distorts the relative positions of Jupiter and the Moon in such a way that the looked-for fingerprint of the conjunction occurred almost 2 h after the true conjunction. The quoted direction for the apparent Moon-Jupiter conjunction is then found to be accurate to within 1°. This delay of the apparent conjunction largely explains the error of 29° in their longitude determination. The truthfulness of these observations, debated for four centuries, now appears to be beyond doubt.

© 2003 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. De Veer, Waerachtige Beschryvinge van drie seylagiën ter werelt noyt soo vreemt ghehoort, Cornelis Claesz, ed. (Amsterdam, 1598).
  2. G. De Veer, The True and Perfect Description of Three Voyages, so Strange and Woonderfull That the Like Hath Neuer Been Heard of before, translation of Ref. 1 by William Phillip, ed. (Pauier, London, 1609).
  3. S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.
  4. S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.
  5. Ch. T. Beke, The Three Voyages of Willem Barents to the Arctic Regions (1594, 1595 and 1596) by Gerrit de Veer, 2nd ed. with an introduction by Koolemans Beynen. William Phillip, trans. (Hakluyt Society, London, 1876).
  6. S. Y. van der Werf, G. P. Können, W. H. Lehn, “Novaya Zemlya effect and sunsets,” Appl. Opt. 42, 367–378 (2003).
    [CrossRef]
  7. I. Scala, Ephemeridae (Venice, 1589). Available in the collection of the University Library of the University of Amsterdam.
  8. F. Nansen, Fram over polhavet: den Norske polarfaerd 1893–1896; med en tillaeg af Otto Sverdrup, H. Aschehoug, ed. (Kristiania, Oslo, 1897).
  9. E. Shackleton, South: The Story of Shackleton’s Last Expedition 1914–1917 (MacMillan, New York, 1920).
  10. G. H. Liljequist, Refraction Phenomena in the Polar Atmosphere, scientific results, Norwegian-British-Swedish Antarctic expedition, 1949–1952 (Oslo University, Oslo, 1964), Vol. 2, Part 2.
  11. J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, C. Marne, H. J. Auber, eds. (Frankfurt, 1604).
  12. J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, reedited in Gesammelte Werke band II, W. von Dyck, M. Caspar, eds. (C. H. Beck’sche Verlagsbuchhandlung, Munich, 1939).
  13. Optics, Paralipomena to Witelo and Optical Part of Astronomy, W. H. Donahue, trans. (Green Lion Press, Santa Fe, N.Mex., 2000).
  14. M. Baills, “Sur les phénomènes astronomiques observés en 1597 par les Hollandais à Nouvelle-Zemble,” C. R. Acad. Sci. LXXXI(23) (1875).
  15. S. W. Visser, “The Novaya Zemlya phenomenon,” in Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Proceedings, Series BLIX (1956), pp. 375–385.
  16. W. H. Lehn, “The Novaya Zemlya effect: an arctic mirage,” J. Opt. Soc. Am. 69, 776–781 (1979).
    [CrossRef]
  17. J. Blaeu, Grooten Atlas oft Wereltbeschrijving (Amsterdam, 1664).
  18. P. De Medina, Arte de Navigar (Valladolid, 1545).
  19. P. De Medina, De Zeevaert oft Conste van ter Zee te varen. Extended: met noch een ander nieuwe Onderwijsinghe op de principaelste puncten der Navigatien, Dutch translation of Ref. 18 by Michiel Coignet (Antwerp, 1580).
  20. W. Barents, Nieuwe Beschryvinghe ende Caertboeck van de Midtlandtsche Zee, C. Claesz, ed. (Amsterdam, 1595). Available in the collection of the University Library of the University of Groningen.
  21. S. Y. van der Werf, “Astronomical observations during Willem Barents’ third voyage to the North (1596–97),” Arctic 51, 142–154 (1998).
  22. S. Y. van der Werf, “Ray tracing and refraction in the modified US1976 atmosphere,” Appl. Opt. 42, 354–366 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  23. W. H. Lehn, B. A. German, “Novaya Zemlya effect: analysis of an observation,” Appl. Opt. 20, 2043–2047 (1981).
    [CrossRef] [PubMed]
  24. A. Meinel, M. Meinel, Sunsets, Twilights and Evening Skies (Cambridge University, Cambridge, New York, 1983).
  25. C. A. Marriott, Computer program SkyMap, PC version under Windows. Obtainable from the author: 9 Severn Road, Culcheth, Cheshire WA3 5ED, UK. Unregistered versions may be found on the Internet.
  26. S. M. Schimpf, Computer program CyberSky, PC version under Windows. Obtainable from the author: 2444 West 230th Street, Torrance, Calif. 90501-5242. Unregistered versions may be found on the Internet.
  27. J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

2003 (2)

1998 (1)

S. Y. van der Werf, “Astronomical observations during Willem Barents’ third voyage to the North (1596–97),” Arctic 51, 142–154 (1998).

1981 (1)

1979 (1)

1875 (1)

M. Baills, “Sur les phénomènes astronomiques observés en 1597 par les Hollandais à Nouvelle-Zemble,” C. R. Acad. Sci. LXXXI(23) (1875).

Baills, M.

M. Baills, “Sur les phénomènes astronomiques observés en 1597 par les Hollandais à Nouvelle-Zemble,” C. R. Acad. Sci. LXXXI(23) (1875).

Barents, W.

W. Barents, Nieuwe Beschryvinghe ende Caertboeck van de Midtlandtsche Zee, C. Claesz, ed. (Amsterdam, 1595). Available in the collection of the University Library of the University of Groningen.

Beke, Ch. T.

Ch. T. Beke, The Three Voyages of Willem Barents to the Arctic Regions (1594, 1595 and 1596) by Gerrit de Veer, 2nd ed. with an introduction by Koolemans Beynen. William Phillip, trans. (Hakluyt Society, London, 1876).

Beynen, Koolemans

Ch. T. Beke, The Three Voyages of Willem Barents to the Arctic Regions (1594, 1595 and 1596) by Gerrit de Veer, 2nd ed. with an introduction by Koolemans Beynen. William Phillip, trans. (Hakluyt Society, London, 1876).

Blaeu, J.

J. Blaeu, Grooten Atlas oft Wereltbeschrijving (Amsterdam, 1664).

Braat, J.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

De Medina, P.

P. De Medina, Arte de Navigar (Valladolid, 1545).

P. De Medina, De Zeevaert oft Conste van ter Zee te varen. Extended: met noch een ander nieuwe Onderwijsinghe op de principaelste puncten der Navigatien, Dutch translation of Ref. 18 by Michiel Coignet (Antwerp, 1580).

De Veer, G.

G. De Veer, Waerachtige Beschryvinge van drie seylagiën ter werelt noyt soo vreemt ghehoort, Cornelis Claesz, ed. (Amsterdam, 1598).

G. De Veer, The True and Perfect Description of Three Voyages, so Strange and Woonderfull That the Like Hath Neuer Been Heard of before, translation of Ref. 1 by William Phillip, ed. (Pauier, London, 1609).

Gawronski, J. H. G.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

German, B. A.

Kepler, J.

J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, C. Marne, H. J. Auber, eds. (Frankfurt, 1604).

J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, reedited in Gesammelte Werke band II, W. von Dyck, M. Caspar, eds. (C. H. Beck’sche Verlagsbuchhandlung, Munich, 1939).

Kist, J. B.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

Können, G. P.

l’Honoré Naber, S. P.

S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.

S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.

Lehn, W. H.

Liljequist, G. H.

G. H. Liljequist, Refraction Phenomena in the Polar Atmosphere, scientific results, Norwegian-British-Swedish Antarctic expedition, 1949–1952 (Oslo University, Oslo, 1964), Vol. 2, Part 2.

Meinel, A.

A. Meinel, M. Meinel, Sunsets, Twilights and Evening Skies (Cambridge University, Cambridge, New York, 1983).

Meinel, M.

A. Meinel, M. Meinel, Sunsets, Twilights and Evening Skies (Cambridge University, Cambridge, New York, 1983).

Nansen, F.

F. Nansen, Fram over polhavet: den Norske polarfaerd 1893–1896; med en tillaeg af Otto Sverdrup, H. Aschehoug, ed. (Kristiania, Oslo, 1897).

Scala, I.

I. Scala, Ephemeridae (Venice, 1589). Available in the collection of the University Library of the University of Amsterdam.

Shackleton, E.

E. Shackleton, South: The Story of Shackleton’s Last Expedition 1914–1917 (MacMillan, New York, 1920).

Sigmund, J. P.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

van de Put, A. E. D. M.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

van der Werf, S. Y.

Visser, S. W.

S. W. Visser, “The Novaya Zemlya phenomenon,” in Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Proceedings, Series BLIX (1956), pp. 375–385.

Appl. Opt. (3)

Arctic (1)

S. Y. van der Werf, “Astronomical observations during Willem Barents’ third voyage to the North (1596–97),” Arctic 51, 142–154 (1998).

C. R. Acad. Sci. (1)

M. Baills, “Sur les phénomènes astronomiques observés en 1597 par les Hollandais à Nouvelle-Zemble,” C. R. Acad. Sci. LXXXI(23) (1875).

J. Opt. Soc. Am. (1)

Other (21)

J. Blaeu, Grooten Atlas oft Wereltbeschrijving (Amsterdam, 1664).

P. De Medina, Arte de Navigar (Valladolid, 1545).

P. De Medina, De Zeevaert oft Conste van ter Zee te varen. Extended: met noch een ander nieuwe Onderwijsinghe op de principaelste puncten der Navigatien, Dutch translation of Ref. 18 by Michiel Coignet (Antwerp, 1580).

W. Barents, Nieuwe Beschryvinghe ende Caertboeck van de Midtlandtsche Zee, C. Claesz, ed. (Amsterdam, 1595). Available in the collection of the University Library of the University of Groningen.

G. De Veer, Waerachtige Beschryvinge van drie seylagiën ter werelt noyt soo vreemt ghehoort, Cornelis Claesz, ed. (Amsterdam, 1598).

G. De Veer, The True and Perfect Description of Three Voyages, so Strange and Woonderfull That the Like Hath Neuer Been Heard of before, translation of Ref. 1 by William Phillip, ed. (Pauier, London, 1609).

S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.

S. P. l’Honoré Naber, Reizen van Willem Barents, Jacob van Heemskerck, Jan Cornelisz Rijp en anderen naar het Noorden (1594–1597), M. Nijhoff, ed. (Linschoten Vereniging, The Hague, 1917), Vol. XV.

Ch. T. Beke, The Three Voyages of Willem Barents to the Arctic Regions (1594, 1595 and 1596) by Gerrit de Veer, 2nd ed. with an introduction by Koolemans Beynen. William Phillip, trans. (Hakluyt Society, London, 1876).

I. Scala, Ephemeridae (Venice, 1589). Available in the collection of the University Library of the University of Amsterdam.

F. Nansen, Fram over polhavet: den Norske polarfaerd 1893–1896; med en tillaeg af Otto Sverdrup, H. Aschehoug, ed. (Kristiania, Oslo, 1897).

E. Shackleton, South: The Story of Shackleton’s Last Expedition 1914–1917 (MacMillan, New York, 1920).

G. H. Liljequist, Refraction Phenomena in the Polar Atmosphere, scientific results, Norwegian-British-Swedish Antarctic expedition, 1949–1952 (Oslo University, Oslo, 1964), Vol. 2, Part 2.

J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, C. Marne, H. J. Auber, eds. (Frankfurt, 1604).

J. Kepler, Ad Vitellionem Paralipomena, quibus Astronomiae pars optica traditur, reedited in Gesammelte Werke band II, W. von Dyck, M. Caspar, eds. (C. H. Beck’sche Verlagsbuchhandlung, Munich, 1939).

Optics, Paralipomena to Witelo and Optical Part of Astronomy, W. H. Donahue, trans. (Green Lion Press, Santa Fe, N.Mex., 2000).

S. W. Visser, “The Novaya Zemlya phenomenon,” in Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Proceedings, Series BLIX (1956), pp. 375–385.

A. Meinel, M. Meinel, Sunsets, Twilights and Evening Skies (Cambridge University, Cambridge, New York, 1983).

C. A. Marriott, Computer program SkyMap, PC version under Windows. Obtainable from the author: 9 Severn Road, Culcheth, Cheshire WA3 5ED, UK. Unregistered versions may be found on the Internet.

S. M. Schimpf, Computer program CyberSky, PC version under Windows. Obtainable from the author: 2444 West 230th Street, Torrance, Calif. 90501-5242. Unregistered versions may be found on the Internet.

J. Braat, J. H. G. Gawronski, J. B. Kist, A. E. D. M. van de Put, J. P. Sigmund, Behouden uit het Behouden Huijs. Catalogus van de voorwerpen van de Barentsexpeditie (1596), gevonden op Nova Zembla. De Rijksmuseumcollectie, aangevuld met Russische en Noorse vondsten (De Bataafse Leeuw, Amsterdam, 1998).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics