Warum ist der Himmel blau und die Abendsonne rot?

Blaue und rote Bestandteile des Sonnenlichts werden in der Atmosphäre unterschiedlich stark gestreut. Deshalb nehmen wir je nach Einfallswinkel des Lichts unterschiedliche Farben am Himmel wahr.

Blauer Himmel und rot-gelbe Abendsonne

Blauer Himmel und rot-gelbe Abendsonne. Bild: mycola/Shutterstock.com

Wenn keine Wolken vorhanden sind, ist der Himmel am Tag blau, gegen Abend verfärbt er sich rötlich und in der Nacht wird er schwarz. Warum ist unser Himmel mal blau und dann wieder rot?

Eine Täuschung

Die Luft an sich hat keine Farbe, sie ist durchsichtig und farblos für unser Auge. Für den blauen Eindruck sind die Sonnenstrahlen und die Moleküle in der Luft verantwortlich. Beim Eintritt in unsere Atmosphäre interagiert das Licht mit den Sauerstoff- und Stickstoff-Molekülen in der Luft und dadurch scheint der Himmel für uns blau. Aber wie funktioniert das nun genau?

Licht und Energie

Das Sonnenlicht – also weisses Licht – setzt sich aus verschiedenen Farben zusammen. Die Strahlung jeder Farbe hat ihre eigene Wellenlänge, und je kürzer die Wellenlänge, desto energiereicher ist die Strahlung. Violettes und blaues Licht haben eine kleine Wellenlänge und sind also energiereicher als grünes und rotes. Trifft nun das Licht der Sonne auf die Moleküle der Atmosphäre, wird es gestreut, das heisst die einzelnen Photonen des Lichts werden von ihrem Weg etwas abgelenkt. Diese Streuung sorgt dafür, dass es im Schatten nicht ganz dunkel ist, sondern nur etwas weniger hell. Die Streuung an den Molekülen ist nun umso stärker, je grösser die Energie der Strahlen ist. Dies bedeutet, dass blaues Licht stärker gestreut wird als rotes. Das Ergebnis: Das rote Licht geht eher den direkten Weg bis zur Erdoberfläche, das blaue Licht wird stärker gestreut. Die Sonne erscheint uns also in einem warmen, gelben Licht, weil der blaue Anteil fehlt. Und die Luft in der Umgebung erscheint blau, weil die blauen Wellenlängen stärker gestreut werden und unser Auge von allen Richtungen her treffen.

Steht die Sonne am Abend am Horizont, so muss das Licht, da es nun schräg einfällt, eine längere Strecke durch die Atmosphäre zurücklegen als am Mittag, wenn die Sonne über uns steht. (Die blauen Linien stellen Sonnenstrahlen dar. Der Bereich, der durch die Atmosphäre dringt, ist rot dargestellt und ist am Abend länger als am Mittag.)

Abendrot

Anders ist es am Abend. Wenn man der Abendsonne entgegenschaut, dann scheint sie rötlich-gelb. Das liegt an der Reichweite des Lichts: Steht die Sonne am Abend ganz am Horizont, so muss das Licht eine wesentlich längere Strecke durch die Atmosphäre zurücklegen als am Mittag, wenn die Sonne über uns steht. Blaues Licht hat eine kurze Reichweite, so dass in dieser Situation viel weniger blaues Licht beim Betrachter ankommt als tagsüber. Rotes und gelbes Licht hingegen haben eine viel längere Reichweite, und die Sonne und der Abendhimmel erscheinen uns rötlich-gelb.

Übrigens: Je feuchter die Luft ist, desto röter wird der Himmel, da die Sonnenstrahlen auch an den Wassermolekülen gestreut werden.

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