Warum der Himmel blau ist – und warum Sonnenuntergänge rot leuchten

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Kaum etwas erscheint selbstverständlicher als ein blauer Himmel. Doch tatsächlich besitzt die Atmosphäre keine eigene Farbe. Das intensive Blau entsteht erst durch das Zusammenspiel von Sonnenlicht und den winzigen Molekülen der Luft. Derselbe physikalische Effekt sorgt auch dafür, dass Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge oft in kräftigen Orange- und Rottönen leuchten.

Gerade an klaren Sommertagen lässt sich dieses Naturphänomen besonders eindrucksvoll beobachten. Während die Sonne mittags hoch am Himmel steht und ihr Licht nur einen kurzen Weg durch die Atmosphäre zurücklegt, muss es am Abend einen deutlich längeren Weg durch die Luftschichten zurücklegen. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung des Lichts, das unsere Augen erreicht.

Kernaussagen

• Sonnenlicht besteht aus allen Farben des sichtbaren Spektrums.
• Luftmoleküle streuen kurzwelliges blaues Licht wesentlich stärker als rotes Licht.
• Deshalb erscheint uns der Himmel tagsüber blau.
• Bei tief stehender Sonne wird das blaue Licht weitgehend aus dem direkten Sonnenlicht herausgestreut.
• Übrig bleiben überwiegend warme Gelb-, Orange- und Rottöne.

Meteorologischer Hintergrund

Das Licht der Sonne wirkt für unser Auge weiß. Tatsächlich setzt es sich jedoch aus allen Farben des Regenbogens zusammen – von Violett über Blau und Grün bis hin zu Gelb, Orange und Rot.

Gelangt dieses Licht in die Erdatmosphäre, trifft es auf Milliarden winziger Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle. Diese Moleküle sind wesentlich kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Dadurch entsteht ein physikalischer Effekt, der als Rayleigh-Streuung bezeichnet wird.

Kurzwelliges blaues und violettes Licht wird dabei wesentlich stärker in alle Richtungen gestreut als langwelliges rotes Licht. Obwohl auch violettes Licht stark gestreut wird, erscheint uns der Himmel überwiegend blau. Das liegt daran, dass unsere Augen besonders empfindlich auf Blau reagieren und ein Teil des violetten Lichts bereits in den oberen Atmosphärenschichten absorbiert wird.

Steht die Sonne hoch am Himmel, ist der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre vergleichsweise kurz. Das gestreute blaue Licht erfüllt den gesamten Himmel und verleiht ihm seine charakteristische Farbe.

Am Abend oder Morgen verändert sich die Situation. Das Sonnenlicht muss nun einen deutlich längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Dabei werden die blauen und grünen Lichtanteile fast vollständig aus dem direkten Lichtstrahl herausgestreut. Übrig bleiben vor allem die langwelligen roten und orangefarbenen Anteile, die den Himmel in warme Farben tauchen.

Besonders spektakulär werden Sonnenuntergänge, wenn zusätzlich feine Staubpartikel oder hohe Eiswolken in der Atmosphäre vorhanden sind. Sie reflektieren und streuen das Licht auf zusätzliche Weise und verstärken die Farbintensität.

Nach einem Regenschauer wirkt der Himmel häufig besonders klar. Der Regen wäscht Staub und Schwebeteilchen aus der Luft, sodass das Sonnenlicht weniger gestreut wird. Dadurch erscheint das Blau des Himmels oft besonders kräftig und kontrastreich.

💡 Schon gewusst?

Auf dem Mond wäre der Himmel selbst am helllichten Tag nahezu schwarz. Dort gibt es praktisch keine Atmosphäre, die das Sonnenlicht streuen könnte. Genau deshalb sind auf den Aufnahmen der Apollo-Missionen trotz greller Sonne ein schwarzer Himmel und gleichzeitig scharf beleuchtete Landschaften zu sehen.