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Das Muster des Monats, 11/2013

Muster des Monats November 2013; (c) Stephan Matthiesen

Im Vordergrund sitzt eine Möwe auf einem Pfosten, aber ich bin mehr am Hintergrund interessiert.

(Zur Erklärung bitte weiterlesen)

Möwe in Southampton; (c) Stephan Matthiesen

Aufgenommen habe ich diese Bilder gestern in der Abenddämmerung im Hafen von Southampton:

Abenddämmerung in Southampton; (c) Stephan Matthiesen

In dieser Beleuchtung kann man sehr schön sehen, dass das Wolkengewirr in dem etwas chaotisch erscheinenden Himmel aus drei verschiedenen Schichten besteht:

Abenddämmerung in Southampton; (c) Stephan Matthiesen

Der obere Bildbereich wird von federartig-fasrigen Wolken dominiert. Sie erscheinen weiß (oder rötlich), weil sie von der tief stehenden Sonne auch von unten beleuchtet werden. Es sind Cirruswolken, die sich in einigen (typischerweise 5 bis 10) Kilometern Höhe befinden und aus Eiskristallen bestehen. In diesem Fall dürften viele aus Kondensstreifen von Flugzeugen entstanden sein; man erkennt noch die langgestreckten, relativ dichten Strukturen. Über Regionen wie Europa, der Ostküste der USA und Ostasien geht ein erheblicher Anteil der hohen Wolken auf Flugzeuge zurück.

Weiter im Hintergrund sieht man eine schichtförmige Bewölkung, die hier dunkel erscheint, weil sie im Gegenlicht zu sehen ist. Sie liegt erkennbar unter den zarten Cirruswolken in mittleren Höhen (3 bis 5 Kilometer), es sind wohl Altocumuluswolken. Und schließlich erkennt man als dritte Komponente die wattebauschartigen Haufenwolken, die hier im Gegenlicht sehr dunkel erscheinen und erkennbar nahe und niedrig (in einigen hundert Metern Höhe) liegen.

Abenddämmerung in Southampton; (c) Stephan Matthiesen

An vielen Tagen sind am Himmel, wie hier, mehrere Wolkenarten zu sehen, doch es ist oft sehr schwer, das Chaos von Wolkenformen zu entwirren, da sie tagsüber alle weiß erscheinen und man Höhen und Entfernungen am Himmel kaum schätzen kann. Bei dem niedrigen Sonnenstand in diesen Bildern erscheinen sie nicht nur in unterschiedlichen Farbtönen, die Beleuchtung lässt auch die räumliche dreidimensionale Beziehung relativ deutlich hervortreten.

Wieso sind aber Sonnenuntergänge und Sonnenaufgänge so rot? Besonders kräftige Rottöne sieht man aus dem Flugzeug, wie bei diesem Sonnenaufgang von vorgestern irgendwo zwischen Edinburgh und Southampton:

Sonnenaufgang im Flugzeug; (c) Stephan Matthiesen

Sonnenaufgang im Flugzeug; (c) Stephan Matthiesen

Die Farbe entsteht durch Streuung des Sonnenlichts an Luftmolekülen. Bei der sogenannten Rayleigh-Streuung (benannt nach dem Physiker John William Strutt, dem 3. Baron von Rayleigh, der sie Ende des 19. Jh. erforschte) hängt die Stärke der Streuung von der Wellenlänge ab. Licht mit kurzer Wellenlänge (also violettes Licht) wird stärker gestreut als Licht mit langer Wellenlänge (rotes Licht). Wenn Sonnenlicht durch die Atmosphäre dringt, wird also selektiv der blaue und violette Anteil herausgestreut, und übrig bleibt Licht, das stärker rot erscheint. Wenn die Sonne tagsüber hoch am Himmel steht, ist der Effekt relativ klein, denn die Atmosphäre ist relativ dünn. (In etwa 6 km Höhe ist die Luft bereits nur noch halb so dicht wie am Boden, weshalb Passagierflugzeuge eine Druckkabine brauchen.) Wenn die Sonne am Horizont steht, fallen ihre Strahlen dagegen flach ein und legen daher einen viel weiteren Weg (einige hundert Kilometer) durch die Atmosphäre zurück. Und bei einem Sonnaufgang im Flugzeug ist der Weg durch die Atmosphäre noch wesentlich länger, weil die Strahlen nicht nur flach zum Boden, sondern dann nochmal durch einen Teil der Atmosphäre wieder auf Flugzeughöhe laufen.

Mein Sonnenaufgang im Flugzeug über Großbritannien erscheint also rot, weil der blaue Anteil des Sonnenlichts auf dem Weg von Osten durch die Luft teilweise herausgestreut wurde. Dieses Streulicht ist dann über Dänemark oder über der Nordsee als blauer Himmel sichtbar. Nebenbei: Am stärksten wird eigentlich violettes (und ultraviolettes) Licht gestreut, aber unser Auge ist in dem Bereich weniger empfindlich, sodass wir das Streulicht als blau wahrnehmen.

Ob aber die Möwen den Farben der Abenddämmerung auch so viel Beachtung schenkten, oder eher praktische Dinge im Kopf (und im Schnabel) hatten?

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