Phänomene am Himmel

Morgenrot – Abendrot                     

Das Licht, das dem Himmel seine Farbe verleiht, geht von der Sonne aus. Es erscheint uns zwar gelblich-weiß, doch setzt es sich aus allen Farben des Regenbogens zusammen – von violett über blau, grün, gelb, orange bis hin zu rot. Das Geheimnis hinter dieser Farbenvielfalt liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird. Tagsüber wird der wolkenlose Himmel von einem Blau dominiert. An schönen Abenden wird der Himmel dann oft in ein atemberaubendes Rot getaucht. Wenn Wolken das rote Licht zusätzlich reflektieren, ist die Himmelsfärbung besonders intensiv. Das passiert, wenn die Sonne vom Westen auf abziehende Wolken im Osten scheint. Die alte Bauernregel lautet dann „Abendrot Gutwetterbot‘”. Umgekehrt, wenn am Morgen bei einer Wolkenhülle die Sonne von Osten auf Wolken im Westen scheint, gibt es Morgenrot, was nach der alten Bauernregel “Morgenrot schlecht Wetter droht” heißen würde.

 

Aus weiß wird rot, grün, blau und gelb: der Regenbogen

Ein Regenbogen bildet sich, wenn Lichtstrahlen auf Wassertropfen treffen, d.h. wenn es regnet und gleichzeitig die Sonne scheint. Trifft das weiße Sonnenlicht auf einen Regentropfen, wird es gebrochen und dabei in seine farbigen Bestandteile zerlegt. Die einzelnen Farben des Regenbogens sind sichtbar, weil das farbige Licht vom Regentropfen reflektiert wird. Aber nur wenn die Sonne im Rücken steht, ist für uns der Regenbogen sichtbar. Das liegt daran, dass jeder Lichtstrahl der Sonne auf eine andere Stelle des runden Regentropfens fällt. Das Licht wird vom Regentropfen gebündelt und mit einem Winkel von rund 42° zurückgeworfen. Und nur wenn man in diesem Winkel zur Regenfront steht, können die bunten Lichtstrahlen das Auge erreichen.

 

Polarlichter

Polarlichter kommen in nördlichen Breiten, aber auch auf der Südhalbkugel vor. Im Norden heißen sie Nordlichter oder Aurora borealis und am Südpol werden sie Südlichter oder Aurora australis genannt. Sie entstehen wie folgt: Die Sonne stößt einen sogenannten Sonnenwind voller energiegeladener Teilchen, Elektronen und Protonen und ein wenig Helium aus und schleudert diese Sonnenpartikel in Richtung Erde. Doch die Teilchen können nicht bis ganz an die Erdoberfläche gelangen, weil sie vorher auf die Magnetfeldlinien treffen. Das Magnetfeld der Erde fängt diese Teilchen ab und leitet sie durch äußere Feldlinien zu den Polen der zwei Erdhalbkugeln weiter, also zum Nordpol oder zum Südpol. Dort treffen die geladenen Sonnenteilchen auf die obere Schicht der Erdatmosphäre und die dort vorhandenen Luftteilchen. Beim Zusammenprall der Teilchen findet ein kurzer Energieaustausch statt, das bedeutet, dass die Luftteilchen sich kurzzeitig aufladen und die Ladung kurz danach wieder abgeben, wobei ein Lichtphoton freigesetzt wird. Die vielen freigesetzten Lichtphotonen sind für uns dann als leuchtende Partikel zu sehen, nicht einzeln, aber in unglaublichen Massen, die wir dann in ihrer Gesamtheit als bunte Polarlichter wahrnehmen.

Kondensstreifen

Kondensstreifen entstehen aus den Abgasen von Flugzeugen. Bei der Verbrennung des Flugzeug-Kraftstoffs Kerosin entstehen hauptsächlich Wasserdampf und Kohlendioxid (CO₂), aber auch Ruß und andere Schwebteilchen (Aerosole). Die entstandenen Wassermoleküle lagern sich an die Rußteilchen an. Rußteilchen dienen wiederum als Kondensationskeime. Aus dem Wasserdampf werden so Wassertröpfchen.

Für die Entstehung von Kondensstreifen muss es sehr kalt sein. Die Reiseflughöhe von Langstreckenjets liegt meist zwischen 10 und 15 Kilometern. Hier oben beträgt die Außentemperatur zwischen -40 und -50 Grad Celsius. Deshalb gefrieren die Tröpfchen sofort zu Eiskristallen. In feuchter Luft können Kondensstreifen auch in niedrigeren Höhen auftreten. Dort bestehen sie statt aus Eiskristallen auch aus flüssigen Tröpfchen.

In trockener Luft lösen sich Kondensstreifen rasch wieder auf. In relativ feuchter Höhenluft halten sie sich dagegen länger und können weiterwachsen. Ihre Lebensdauer kann mehrere Stunden betragen. Den Rekord hält ein Bündel von Streifen, die im April 1996 von mehreren Passagiermaschinen über dem US-Staat New Mexico erzeugt wurden. Auf Satellitenbildern waren sie 17 Stunden lang zu erkennen.

Von Petra Eisenbeiss, September 2020

Dossier 142, Wind und Wetter

Schlagwörter: Umwelt