Warum ist der Himmel tags\u00fcber blau? Und woher kommen die Rott\u00f6ne am Morgen und Abend? Und wohin verschwindet der blaue Himmel in der Nacht?<\/p>\n\n\n\n
Am Morgen und Abend oft r\u00f6tlich oder violett, tags\u00fcber blau, nachts schwarz: Die Farben, die sich an unserem Himmel zeigen, decken den gesamten Spektralbogen ab. Und damit n\u00e4hern wir uns bereits der Erkl\u00e4rung f\u00fcr die Vielf\u00e4rberei \u00fcber unseren K\u00f6pfen. Das Sonnenlicht erscheint uns nur wei\u00df, tats\u00e4chlich ist es bunt. Das erkennen wir aber nur, wenn es gestreut und gebrochen wird, denn dann treten die unterschiedlichen Wellenl\u00e4ngen des Lichts in verschiedenen Intensit\u00e4ten hervor und wir nehmen die Farben wahr. Dabei kann es je nach Wetterlage und Betrachtungswinkel zu ganz unterschiedlichen Farbt\u00f6nen am Firmament kommen.<\/p>\n\n\n\n
Licht breitet sich wellenf\u00f6rmig aus. Wichtig f\u00fcr die F\u00e4rbung des Himmels ist die Wellenl\u00e4nge. Diese betr\u00e4gt zwischen 400 und 800 Nanometer. Trifft das Licht auf ein „Hindernis“, z.B. auf Wasser oder Eis, aber auch Ru\u00df und Staub in der Luft, so wird der Lichtstrahl abgelenkt oder gebrochen. Je nach Wellenl\u00e4nge des Lichts, wird dieses unterschiedlich gebrochen und gestreut und der Himmel f\u00e4rbt sich ein. <\/p>\n\n\n\n
Das t\u00e4gliche Himmelblau und auch Morgen- und Abendrot beruhen auf der Streuung des Lichts an in der Atmosph\u00e4re vorhandenen Teilchen (Molek\u00fclen). Tags\u00fcber muss das Licht bzw. die Welle nur einen relativ kurzen Weg durch die Atmosph\u00e4re bis zum Betrachter am Erdboden zur\u00fccklegen, es erreichen also alle Farbanteile des gestreuten Lichts den Beobachter am Boden. Jedoch wird der kurzwellige Anteil st\u00e4rker gestreut und der Himmel erscheint blau. Diese Erkenntnis und das wissenschaftliche Prinzip dahinter gehen auf John William Strutt, dritter Baron Rayleigh zur\u00fcck. Ihm zu Ehren hei\u00dft die Streuung des Lichts an kleinen Teilchen in der Atmosph\u00e4re Rayleigh-Streuung.<\/p>\n\n\n\n
Beim Morgen- und Abendrot muss das Licht einen l\u00e4ngeren Weg bis zum Beobachter zur\u00fccklegen. Nun wird der kurzwellige Anteil, also das blaue Licht, durch weitere Streuung herausgefiltert und der langwellige, r\u00f6tliche Anteil erreicht den Beobachter. Daher sieht der Himmel am Morgen und am Abend h\u00e4ufiger rot oder pink, manchmal auch violett aus.<\/p>\n\n\n\n
In der Nacht, wenn die Sonne die andere Seite der Erde erhellt, kann sich an den Molek\u00fclen in der Atmosph\u00e4re \u00fcber uns kein oder nur sehr wenig Licht brechen und wir blicken (zumindest in wolkenlosen N\u00e4chten) in den schwarzen Sternenhimmel.<\/p>\n\n\n\n
Neben der Rayleigh-Streuung gibt es noch die Mie-Streuung. Sie erkl\u00e4rt die Streuung des Lichts an relativ gro\u00dfen Partikeln in der Luft, wie zum Beispiel Ru\u00df oder Staub oder auch gro\u00dfen Wassertropfen. Dabei wird das Licht weitgehend wellenl\u00e4ngenunabh\u00e4ngig und somit als wei\u00dfes Licht gestreut. Daher erscheinen Wolken auch meist wei\u00df.<\/p>\n\n\n\n
Bei Gewittern muss das Sonnenlicht durch recht kompakte Wolken und es wird an den Tr\u00f6pfchen und Eiskristallen in der Wolke mehrfach gestreut. Je nach Sonnenstand erscheint eine Wolke dann schon mal gr\u00fcn, bei tief stehender Sonne auch gelb.<\/p>\n\n\n\n
Ein Beispiel f\u00fcr Brechung des Lichts ist der Regenbogen. In diesem Fall tritt das Licht in einen Wassertropfen ein und auch wieder aus. Dabei wird das Licht in seine Spektralfarben zerlegt, so wie bei der Lichtbrechung an einem Prisma. Jedoch sind die Farben beim Regenbogen nicht so scharf voneinander getrennt, wie es beim Prisma der Fall w\u00e4re. Ursache f\u00fcr die teilweise Mischung der Farben ist die Reflexion des Lichtstrahls an unterschiedlichen Stellen der Tropfenfl\u00e4che und ihre erneute Ablenkung beim Austritt. Die besten Voraussetzungen f\u00fcr einen Regenbogen sind leichter Regen vor dem Beobachter sowie die relativ tief stehende Sonne in seinem R\u00fccken. <\/p>\n\n\n\n
Dipl.-Met. Jacqueline Kernn <\/p>\n\n\n\n
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 19.04.2020<\/p>\n\n\n\n
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