15
Sep
2016

Lichtstreuung - wenn Sonnenlicht magisch wird

Fangen wir am besten mit dem an, was wir im kommenden Herbst bald wieder des Öfteren zu Gesicht bekommen werden: Nebel. Viele können dem Nebel an einem grauen und kalten Tag nichts abgewinnen. Anders sieht es aus, wenn an einem sonnigen Morgen die letzten Nebelfelder der Nacht versuchen sich standhaft gegen die Kraft der Sonne zu behaupten. Wenn man sich dabei den Nebel näher anschaut, bekommt man oftmals den Eindruck als würde der Nebel in der Sonne erstrahlen und als könnte man den Verlauf der Sonnenstrahlen im Nebel erkennen. Der Grund, dass wir das Licht als solches hier wahrnehmen, liegt an dessen Streuung. Durch die Vielzahl an Nebeltröpfchen in der Luft wird das Sonnenlicht so gestreut, dass man den Eindruck gewinnt, als ob die einzelnen Sonnenstrahlen auf einmal durch die Nebelwand sichtbar würden.

Ein weiteres Phänomen, an dem wir die Auswirkungen von Lichtstreuung beobachten können, tritt sogar noch weitaus häufiger als Nebel auf. Dies ist nämlich dann der Fall, wenn die Sonne selbst durch Wolken am Himmel verdeckt wird, und in den wolkenfreien Flächen von der Wolke ausgehende, sich fächerartig ausbreitende Strahlen sichtbar werden (siehe Abbildung). Die Wolke scheint in diesem Moment selbst zu strahlen. Dabei kommt an den Wolkenrändern das gestreute Licht zum Vorschein. Die Streuung findet in einem kleinen Winkel an den Aerosolen in der Luft statt. Dies ist dann aber nur durch die Abhebung vom Wolkenschatten vom Beobachter als Strahleneffekt zu sehen. Bei besonders tiefem Sonnenstand können sich diese Strahlen über den kompletten Himmel erstrecken, man spricht dann von sogenannten "Dämmerungsstrahlen". Das gleiche Phänomen tritt übrigens auf, wenn die Wolkendecke aufreißt und die Sonne durch eine Wolkenlücke hindurchscheint.

Wer gerne in den Bergen wandert, hat auch bestimmt schon mal etwas vom sogenannten "Alpenglühen" gehört oder es sogar selbst miterlebt. Wenn sich die Bergkämme bei Sonnenauf- oder -untergang in rötlichen Farbtönen zeigen, bietet sich ebenfalls ein spektakuläres Naturphänomen. Ursächlich dafür ist auch in diesem Fall die Streuung des Sonnenlichts, beziehungsweise vielmehr der Widerschein des Abend- oder Morgenrots. Die rote Farbe entsteht dabei durch die Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre, wodurch das weiße Licht in seine Spektralfarben aufgespalten wird. Generell wird blaues Licht am stärksten gestreut, weshalb uns der Himmel tagsüber blau erscheint. Sobald die Sonne jedoch unter- oder aufzugehen beginnt, ist der Weg der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre länger, sodass vermehrt blaues Licht herausgefiltert wird und der Himmel färbt sich rötlich. Im Falle des Alpenglühens wird das ganze Bild noch durch die sogenannte Gegendämmerung durch den im Osten aufgehenden Erdschatten verstärkt.

Sonnenlicht trägt also zur Magie bestimmter Naturphänomene bei.

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann in Zusammenarbeit mit B.Sc. Marc Senzig
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.09.2016

© Deutscher Wetterdienst