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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Die Gradation des Himmelsblaus

Auf deHimmelsblauan ersten Blick sieht der Himmel über Greetsiel strukturlos blau aus. Schaut man genauer hin, so entdeckt man vielleicht ein oft übersehenes Phänomen. Je weiter man sich dem Horizont nähert, desto heller wird es. Direkt über einem im Zenit ist der Himmel dunkelblau. Das Phänomen rührt daher, dass man nach oben blickend nur einige Kilometer Atmosphäre (Troposphäre) durch die hindurch man in das dunkle Weltall blickt. In dieser relativ dünnen Luftschicht sind vor allem die Violett und Blauanteile des Sonnenlichts gestreut worden (Rayleigh-Streuung). Demgegenüber blickt man zum Horizont hin durch ein Vielfaches an Atmosphäre. Das weit gereiste blaue Streulicht wird daher mit großer Wahrscheinlichkeit mehrere Male gestreut. Dabei verliert es immer mehr an Licht mit kürzeren Wellenlängen. Vor allem die Intensität des blauen und schließlich auch des grünen und gelben Lichts nimmt immer mehr ab, so dass schließlich der relative Anteil an rotem und gelbem Licht größer wird. Gemischt mit dem auf diesem Wege weiterhin gestreuten und daher hauptsächlich blauen Sonnenlicht ergibt sich eine Mischfarbe mit zunehmenden Weißanteilen. Hinzu kommt Streulicht an größeren Schwebeteilchen, die wellenlängenunabhängig gestreut werden (Miestreuung), wodurch zusätzlich der Anteil an weißem Licht erhöht wird.
Die unterschiedliche Intensität des Blauanteils sieht man auf dem welligen Wasser. Der obere Teil der auf den Beobachter (Fotografen) gerichteten Wellenflanken erscheint dunkler, weil von hier vor allem Licht der höheren Atmosphäre ins Auge reflektiert  wird.
Da die Einfallswinkel des aus dem Zenit ins Auge reflektierten Lichts kleiner sind als die des vom Horizont stammenden Lichts (das Licht also steiler auf der Wasseroberfläche auftrifft), kommt hier noch ein weiterer Effekt hinzu: Bei kleinen Einfallswinkeln ist die Intensität des gestreuten Lichts geringer als bei größeren. Wie stark sich dieser das Phänomen noch unterstützende Effekt jedoch auswirkt, müsste mit den Fresnelschen Gleichungen berechnet werden.

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Diskussionen

6 Gedanken zu “Die Gradation des Himmelsblaus

  1. o wei, ja. Hab ichs nun begriffen? ich versuche es. danke für dein Bemühen.

    Verfasst von gkazakou | 16. März 2018, 16:39

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