"Wer die Natur liebt, braucht das Beobachten ihrer Erscheinung wie die Luft zum Atmen"

von Claudia & Wolfgang Hinz

Erst kürzlich wurde ich auf dem Heimweg von einem starkem Regenschauer überrascht. Vor mir quält sich schon wieder die Sonne hinter dicken Wolken hervor. Erwartungsvoll schaue ich mich um und - siehe da - ein Regenbogen. An mir rennen Regenschirme vorbei, die Köpfe der Träger sind nicht zu erkennen. Niemand schaut sich um, niemand erfreut sich an den leuchtenden Farben des immer stärker werdenden Regenbogens.

Später frage ich einen Bekannten, ob er dieses Naturschauspiel beobachtet hat. "Nein, aber wenn ich das gewußt hätte...".

Dieses "...wenn ich das gewußt hätte..." begegnet mir relativ häufig und wenn wir bei öffentlichen Veranstaltungen unsere Fotoarchive hervorholen, ist der häufigste Kommentar: "Ich wußte gar nicht, daß man das hier bei uns alles sehen kann". Folglich schon wieder ein NICHTWISSEN! Also höchste Zeit, diesen Zustand zu ändern. Denn nur wer weiß, was die Natur an optischen Phänomenen zu bieten hat, wird auch darauf achten.

Da wäre also der schon erwähnte Regenbogen, ein Kreis mit 42° um den Gegenpunkt der Sonne. Der sichtbare Teil verringert sich also mit zunehmender Sonnenhöhe. Bei Sonnenauf- bzw. Sonnenuntergang ist der Regenbogen (freier Horizontblick vorausgesetzt) als Halbkreis zu sehen. Bei Sonnenhöhen knapp unter 40° ist dagegen nur das oberste Segment sichtbar. Wenn unser Tagesgestirn noch höher steigt, bleibt der Regenbogen den Erdlingen verborgen. Man muß schon auf einen Berg kraxeln oder in ein Flugzeug steigen, um ihn jetzt noch sehen zu können.

Manchmal tritt der Regenbogen in Begleitung seines größeren, aber unauffälligeren Bruders, den Nebenregenbogen (? 51°) auf. Und manchmal führen Überlagerungen endlich vieler Wellen zu Interferenzbögen, die sich innerhalb des Hauptbogens in umgekehrter Farbfolge anschließen.

Der Regenbogen wird durch Lichtbrechung an Wassertropfen hervorgerufen, wobei das Licht der Sonne in seine Spektralfarben zerlegt wird. Am häufigsten kann der Regenbogen bei Schauerniederschlag beobachtet werden, wenn es vor Ort noch regnet, die Sonne sich aber schon wieder hervortraut. Das Mondlicht kann natürlich genausogut einen Regenbogen erzeugen, dieser ist aber so lichtschwach, daß er dem Beobachter weiß erscheint.

Der Regenbogen benötigt im übrigen nicht unbedingt Regentropfen, um entstehen zu können, er begnügt sich z.B. auch mit Nebeltröpfchen (Nebelbogen oder weißer Regenbogen) oder den Tautröpfchen auf einer Wiese (Taubogen). Es wurden sogar schon Taubögen in den Tautröpfchen größerer Spinnenweben beobachtet!

Neugierig geworden? Der morgendliche Tau hat noch weitere Überraschungen zu bieten. Wenn man mit dem Rücken zur Sonne steht, und der eigene Schatten auf eine taubedeckte Wiese fällt, sieht man unter Umständen um den eigenen Kopf einen weißen Lichtschein. Wenn man sich ein paar Schritte bewegt, wandert der sogenannte Heiligenschein mit. Ihm bleibt wohl auch nichts anderes übrig, denn die Reflexion des Sonnenlichtes wird für den Beobachter nur sichtbar, wenn Sonne, Beobachter und Lichtschein eine Linie bilden. Aus diesem Grunde hat jeder Beobachter seinen eigenen Heiligenschein (wie sich das gehört), der auch nur von seinem jeweiligen "Besitzer" wahrgenommen werden kann.

Die nächsten Erscheinungen, der wir uns widmen, ist die Glorie und ihr häufiger Begleiter, das Brockengespenst. Als Brockengespenst bezeichnet man die übergroße Projizierung des Beobachterschattens auf eine Nebel- oder Wolkenwand. Der Schatten kann sich durch Wallung des Nebels gespenstig verändern, ohne daß der Beobachter sich bewegt. Dieser Spuk wurde erstmals auf dem Brocken beschrieben, und wird wohl aufgrund der durchschnittlich 300 Nebeltage im Jahr dort am häufigsten beobachtet. Manchmal bildet sich um den "Kopf" des Brockengespenstes eine farbige, ringförmige Leuchterscheinung. Sie entsteht, wenn Sonnenlicht an Nebeltröpfchen gebeugt und teilweise in Farben zerlegt wird. Reflexion verleiht der Erscheinung dabei einen eigentümlichen Glanz. Um Glorie und Brockengespenst zu sehen, muß man sich "in schwindelerregenden Höhen" begeben, sei es auf einen Berg, oder bequemer, mit einem Flugzeug. Dicht über einer Nebel- oder Wolkengrenze kann man dann mit etwas Glück den Spuk erleben.

Die Glorie gehört zu den Kranz- oder Koronaerscheinungen (wissenschaftlicher Name: Aureole). Zu dieser Gruppe gehören noch eine Reihe anderer Naturphänomene, die allerdings eines gemeinsam haben: im Inneren sind sie bläulich-weiß, nach außen hin schließen sich farbige Ringe oder auch Ringsysteme an, die jeweils im roten Spektralbereich auslaufen. Und sie werden allgemein durch Lichtbeugung hervorgerufen. So auch der Sonnen- oder Mondhof. Dies ist der meteorologische Name einer Kranzerscheinung, die an den Wassertröpfchen von Wolken erzeugt wird. Bei annähernd gleicher Tröpfchengröße erscheint ein Hof kreisrund, bei ungleicher Größe ist der Kranz eher verwaschen. Bei sehr dünnen Wolken kann solch ein Hof in Form einer deutlichen Aufhellung auch um helle Planeten oder Sterne beobachtet werden.

Während sich die einen bei Pollenflug niesend und die tränenden Augen reibend in ihre Zimmer verkriechen, reiben sich die Himmelsbeobachter frohlockend die Hände. Denn auch die in der Luft schwebenden Blütenpollen können farbige Kranzerscheinungen um Sonne oder Mond hervorrufen. Die Pollenkorona kann je nach Art und Form der Pollen rund oder oval sein und sowohl oben als auch seitliche Verdickungen (Knoten) aufweisen. Am besten ist diese Erscheinung bei azurblauen Himmel zu beobachten und zu fotografieren, da der Kontrast so am größten ist. Sollte ein Nichtallergiker bei starkem Pollenflug nun auf die Pirsch nach Pollenkoronen gehen wollen, sollte er unbedingt mit einer dunklen Sonnenbrille ausgerüstet sein und unser Tagesgestirn zusätzlich durch Straßenlampen, Hausdächer oder einem befestigten Joghurtbecher abdecken! Dann ist die Pollenkorona nicht nur am besten zu sehen, auch seine Augen werden es ihm danken!

Aber zurück zur Lichtbeugung an Wassertröpfchen. Wenn diese kleiner 0,01 mm sind, erscheinen die Farben nicht mehr in Form eines Kranzes, sondern schimmern willkürlich an Wolkenrändern. In diesem Fall haben wir es mit Irisieren zu tun. Zu den häufigsten irisierenden Wolken zählen wohl die Föhnfische und "UFO's", also linsenförmige oder kreisrunde Altocumuli lenticularis.

Es gibt auch ein Irisieren an kleinsten Eiskristallen in über 20 km Höhe. Wenn man im Winter kurz nach Sonnenuntergang ein perlmuttfarbenes Schimmern an Cirren ähnelnden Wölkchen wahrnehmen kann, dann ist man Zeuge der sehr selten auftretenden Perlmutterwolken. Sie machen sich deshalb so rar, da mehrere Faktoren zusammenkommen müssen, um deren Entstehung zu ermöglichen. Die Stratosphärentemperatur sollte unter -85°C liegen, weiterhin ist eine Feuchtesättigung der entsprechenden Luftschichten nötig, um "Wolken" bilden zu können. Diese kann einerseits erreicht werden, wenn feuchte Luftmassen durch Gebirge zum Aufsteigen gezwungen werden. Aber auch sich extrem hoch auftürmende Gewitterwolken kann die normalerweise recht trockene Stratosphäre zugunsten der Perlmutterwolken durcheinanderbringen. Leider fehlen hierzulande kontinuierliche Beobachter, so daß über die Häufigkeit dieser Erscheinung über Mitteleuropa nichts ausgesagt werden kann. Die finnischen mother-of-pearl-cloud-catcher können dank des westwindabfangenden skandinavischen Gebirges immerhin auf 50 erfolgreiche Beobachtungstage in 12 Jahren zurückblicken.

Klettert man die Himmelsleiter noch etwas weiter hinauf, gelangt man bei Kilometer 60 in die Mesosphäre. Im oberen Teil der Mesosphäre findet man gelegentlich Staubteilchen, die von Vulkanen oder großflächigen Waldbränden in diese Atmosphärenschicht geschleudert wurden oder aus dem Weltraum in diese Höhen einschweben. In dieser Höhe werden die noch angeleuchtet, wenn Klärchen für uns Erdenbürger längst hinter dem Horizont verschwunden ist. Mitte Mai bis Ende August sind Leuchtende Nachtwolken auch in unseren Breiten (entgegen vieler älterer und oft kopierter Angaben in Büchern) wenige Grad über dem Nordwest bis Nordosthorizont zu sehen. Ihr Aussehen ähnelt auf dem ersten Blick einem normalen Cirrusfeld. Doch schon mit Hilfe eines Fernglases kann man die unheimlich feine Struktur der silbergrauen Wolkenschleier erkennen. In den entsprechenden Monaten sollte man bei klarem Wetter ca. 1 Stunde nach Sonnenuntergang nach Leuchtenden Nachtwolken Ausschau halten. Teilweise bleiben sie die ganze Nacht hindurch sichtbar oder sie lassen sich erst im Morgengrauen blicken. Mit etwas Glück und Geduld kommt man auf eine Erfolgsquote von rund 10 Nächten pro Beobachtungsperiode.

Noch höher, in der Ionosphäre, treibt das Polarlicht sein Unwesen. In Polregionen ist es in vielen klaren Nacht zu beobachten. Interessanterweise hat ein Nordlicht stets und zur gleichen Zeit eine Zwillingsschwester in den entsprechenden südlichen Breiten. Leider bekommt man das entsprechend zweite Polarlicht nie zu Gesicht, da es auf der gegenüberliegenden Halbkugel immer taghell ist.

Bedauerlicherweise ist das Polarlicht am mitteleuropäischen Himmel nur zum Sonnenfleckenmaximum, also höchstens alle ca. 10 Jahre zu sehen, dann aber erfahrungsgemäß in durchschnittlich 5 Nächten pro Jahr.

Also zurück auf den Boden der Tatsachen. Denn es gibt Erscheinungen, die sind weitaus häufiger. Zum Beispiel der oder das Halo, welches im Durchschnitt an 10 Tagen monatlich gesichtet werden kann. Es sind momentan über 50 Haloarten bekannt, die eines gemeinsam haben: sie entstehen durch Lichtbrechung oder -spiegelung an Eiskristallen. Sie treten nicht nur im Cirrus auf, sondern auch im Eisnebel oder Eisdunst, in fallenden Schnee oder Eisnadeln (Polarschnee), selbst eine Schnee- oder Reifdecke besteht aus nichts anderem als Eiskristallen. Ja, und wo Eiskristalle auftreten, sind die Halos nicht mehr fern. Halos können also überall zu Hause sein, Am (schneebedeckten) Boden, in der Luft oder am häufigsten eben am cirrenverhangenem Himmel.

Die häufigsten Haloarten sind der 22°-Ring, die rechte und linke Nebensonne sowie der obere Berührungsbogen, der sich bei Sonnenhöhen über 30° zum umschriebenen Halo ausweitet. Der Zirkumzenitalbogen, der ca. 46° über der Sonne einen Halbkreis um den Zenit bildet, ist die wohl farbenprächtigste Haloerscheinung und ist vor allem in den Wintermonaten recht häufig zu sehen. Ziemlich selten dagegen ist der 46°-Ring, wenngleich er einen höheren Bekanntheitsgrad hat, als z.B. der Zirkumzenitalbogen.

Alle Haloarten zu erläutern, würde den Platz der Wetterkarte sprengen. Deshalb soll an dieser Stelle auf die Sektion Halobeobachtung hingewiesen werden, die sich ausführlich mit all diesen Erscheinungen beschäftigt. Sie umfaßt ein deutschlandweites Netz von ca. 30 kontinuierlichen Haloguckern, die ihre Beobachtungen in Form eines Haloschlüssels aufzeichnen und dann monatlich zur Auswertung nach Chemnitz schicken. In den letzten Jahren wurde ein spezielles Haloerfassungs- und Auswerteprogramm für den PC geschrieben. Bis jetzt sind alle Halobeobachtungen ab dem Jahre 1986 erfaßt (ca. 50000 Beobachtungen von Haloerscheinungen). Es können damit umfangreiche Auswertungen nach unterschiedlichsten Gesichtspunkten erfolgen.

Wer an einer Mitarbeit in der SHB interessiert ist, oder einfach mehr über Halos wissen möchte, kann sich gern an den Autor (also an mich) wenden. Oder er riskiert einen Blick in unsere Homepage (Adressen siehe letzte Seite).

Weiterhin möchte ich auf das Thema Luftspiegelungen eingehen. Wer nun denkt, daß ich Sie jetzt in die Wüste entführe, liegt völlig falsch, denn die Luftspiegelung beginnt oft schon vor der eigenen Haustür. Welchem Autofahrer sind nicht schon die "Pfützen" aufgefallen, die sich an heißen Sommertagen in einiger Entfernung mitten auf der Straße "bilden". Dies ist nichts anderes als die berühmte "Oase in der Wüste" und beruht auf dem Prinzip der Luftspiegelung: ein Lichtstrahl wird beim Durchgang durch unterschiedlich dichte Luftschichten gekrümmt und reflektiert. Im Fall der "nassen Straße" wird die unterste Luftschicht durch den heißen Asphalt der dunklen Straße stark erhitzt, so daß sich der Himmel darin spiegelt - es handelt sich also um eine Luftspiegelung nach unten. Anders ist es bei der Fata Morgana, der Luftspiegelung nach oben. In diesem Fall liegt die wärmere Luftschicht über der kalten, wie z.B. über Wasser- oder Eisflächen oder bei Inversionswetterlagen. Um eine Fata Morgana zu beobachten, benötigt man einen freien Horizont (eine Ebene oder der Gipfel eines Berges) sowie ein Fernglas. Denn eine Fata Morgana ist nicht so rießig und auffällig wie häufig angenommen. Vielmehr wird sie nicht selten erst durch ein Fernglas erkennbar. Auch zum Fotografieren sollte man ein gutes Teleobjektiv mit mindestens 500 mm Brennweite benutzen.

Das grüne Segment an der stark deformierten untergehenden Sonne ist ebenfalls die Folge einer Luftspiegelung. Bei Sonnenuntergängen in extrem klarer Luft kann manchmal zum Zeitpunkt des Verschwindens der Sonne hinter dem Horizont für den Bruchteil einer Sekunde ein grünes Aufzüngeln am äußersten Sonnenrand beobachtet werden - der grüne Strahl. Durch Luftspiegelungen kann der grüne Sonnenbereich stark vertikal gedehnt werden, so daß er auch sichtbar sein kann, wenn die Sonne noch über dem Horizont steht. Dem geht meist eine starke Verzerrung der Sonnenscheibe voraus, sehr oft ist auch eine Sonnenteilung zu beobachten, wobei sich manchmal das gesamte obere abgeteilte Segment grün verfärbt.

Zum Schluß soll noch auf einige Dämmerungserscheinungen hingewiesen werden. Am häufigsten ist wohl das Morgen- oder Abendrot, also durch untergehende bzw. aufgehende Sonne tiefrot angestrahlte Wolkenbänke. Am auffälligsten ist diese Erscheinung bei heranziehenden (Morgenrot) oder nach abziehenden (Abendrot) Niederschlagsgebiet.

Das Purpurlicht tritt dagegen als intensiv purpurfarbiger Lichtschein am wolkenlosen Himmel auf. Es entsteht bei Sonnenhöhen von -2 bis -5° und versteht sich als Dämmerungsmaximum. Die Ursache sind kleinste Staubpartikel in den höheren Schichten der Atmosphäre, an denen das Sonnenlicht gestreut wird. Deshalb ist das Purpurlicht nach Vulkanausbrüchen, größeren Waldbränden aber auch in Großstadtnähe (z.B. Berlin) besonders intensiv.

In seltenen Fällen kann es gegenüber der untergegangenen Sonne auch zu einem Gegenpurpurlicht kommen. Aber meistens macht sich die Gegendämmerung in violett, blau und/oder grünen Farbschattierungen bemerkbar, die einen deutlichen Kontrast zum sich langsam erhebenden Erdschatten bilden.

Wenn die Sonne von einer dichten Wolke bedeckt wird oder seltener, hinter dem Horizont verschwunden ist, zeigen sich manchmal dunkle, sich fächerartig ausbreitende Strahlen, die sich von der Sonne ausgehend über den gesamten Himmel erstrecken können (Dämmerungsstrahlen) und am Sonnengegenpunkt wieder zusammenlaufen (Gegendämmerungsstrahlen). Am besten sind die durch Streuung verursachten Schattenstreifen (oder auch Crepuscularstrahlen genannt) in der Nähe der Konvergenzpunkte zu sehen.

Diese Zusammenstellung erhebt natürlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Wer Fragen zum Text oder zu bestimmten (vielleicht selbst beobachteten) Erscheinungen hat, kann sich jederzeit an folgende Adresse wenden.

Kontaktanschrift:
Claudia und Wolfgang Hinz
Bräuhausgasse 12
83098 Brannenburg
Fax: 08034-707135
E-Mail: hinz@glorie.de

Auch ein Blick in unsere Homepage ist sicherlich lohnend. Darin sind Beschreibungen, Beobachtungshinweise und viele, viele Fotos zu Halos und anderen Atmosphärischen Erscheinungen zu finden: www.meteoros.de

Literaturhinweise

  • Marcel Minnaert Licht und Farbe in der Natu", Birkhäuser Verlag, ISBN 3-7643-2496-1
  • Kristian Schlegel Vom Regenbogen zum Polarlicht, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, ISBN 3-8274-1174-2
  • Robert Greenler Rainbows, Halos, and Glories, Cambridge University Press
  • David K. Lynch and William Livingston Color and Light in Nature, Cambridge University Press, ISBN 0-521-46836-1

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