Deshalb wechselt der Himmel immer wieder seine Farbe

Rayleigh-Streuung und Rückstreuungseffekte: Diese Begriffe bezeichnen optische Phänomene, die vom Namen her wohl kaum jemand kennt, aber jede Person schon einmal gesehen hat. Und gerade im Winterhalbjahr gibt es einige weitere spezielle Phänomene.

Deshalb ist der Himmel blau

Die Rayleigh-Streuung ist dafür verantwortlich, dass uns der Himmel blau, orange oder rot vorkommt. Das Licht der Sonne besteht aus einem breiten Spektrum an Farben mit verschiedenen Wellenlängen: Blau ist kurzwellig, rot ist langwellig. An den kleinsten Teilchen in unserer Atmosphäre werden die Lichtstrahlen in verschiedene Richtungen abgelenkt, wobei die Farben gestreut werden.

Wenn die Sonne hoch am Himmel steht, dann ist der Weg eines Lichtstrahls durch die Erdatmosphäre relativ kurz, und sie werden nur von wenigen Molekülen abgelenkt. So werden vor allem kurzwellige Lichtfarben gestreut: Der Himmel erscheint blau. Je tiefer die Sonne steht, desto länger wird der Weg eines Lichtstrahls. So wird das Licht öfters an Gasmolekülen gestreut, die kurzwelligen Farben werden nicht mehr wahrgenommen, sondern nur noch die langwelligeren Farben wie orange oder rot.

Die schönsten Sonnenuntergänge nicht wolkenlos

Besonders am Morgen oder am Abend kann der Himmel so sehr farbenfroh werden. «Obwohl die Enstehung der Farben sehr physikalisch ist, hängt das Ergebnis zum Teil auch mit dem Wetter zusammen. Schleierwolken beispielsweise sind sehr förderlich für schöne Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge. An denen kann das Licht brechen, was zu den schönen roten und orangen Farben führt», sagt Roger Perret, Meteorologe bei Meteonews.

Brockengespenster und Lichtsäulen im Winter

Beim Rückstreuungseffekt wird das Farbspektrum gegenüber der eigentlichen Lichtquelle sichtbar. Das bekannteste Beispiel ist der Regenbogen. Auch das Brockengespenst gehört dazu. «Das ensteht vor allem bei Nebel und Hochnebel, und grundsätzlich nur im Winterhalbjahr», sagt Perret.

Auch Lichtsäulen treten vor allem bei tiefen Temperaturen auf. «Für diese braucht es Eiskristalle in der Luft», so Perret. Den Effekt gibt es, wenn Licht an hexagonalen Eiskristallen gespiegelt wird, die langsam absinken. Für dieses Phänomen braucht es zusätzlich windstille Verhältnisse.