Himmel (planetar)

Der Himmel, der sich über dem Horizont als scheinbare Halbkugel wölbt, erhält seine blaue Färbung infolge der Streuung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre. Hierbei wird das kurzwelligere blaue Licht am einen Ende des sichtbaren Lichtspektrums stärker gestreut als das rote Licht am anderen Ende. Je nach Winkel zur Sonne ist das Streulicht unterschiedlich stark polarisiert.

Die Streuung an kleinen Teilchen und Partikeln ist bedingt durch die Bewegung der Luftmoleküle und die damit verbundene Dichteschwankungen der Luft.

Das uns normalerweise weiß erscheinende Sonnenlicht ist in Wirklichkeit aus allen Farben zusammengesetzt. Bei der Lichtbrechung in einem Prisma ist dies deutlich zu erkennen.Dabei haben die blauen Anteile des Lichts die kürzeste, die roten Anteile die längste Wellenlänge. Trifft ein Sonnenstrahl auf ein Sauerstoff- oder Stickstoffmolekül, wird das Teilchen durch die Energie in Schwingungen versetzt und sendet seinerseits Lichtwellen aus. Wie Wasserwellen in einem Teich, nachdem ein Stein hineingeworfen wurde, strahlen diese in alle Richtungen aus - mit derselben Wellenlänge wie die ursprüngliche Komponente des Sonnenlichts. Blaues Licht wird dabei am stärksten gestreut, bis zu 16mal stärker als Rotlicht.

Hat das Sonnenlicht die vier Kilometer dicke Lufthülle der Erde durchdrungen, ist praktisch sein gesamter Blauanteil gestreut, während die anderen Farben den Weg dagegen relativ ungehindert überstanden haben. Aus diesem Grund erscheint uns auch die Sonne selbst als gelbliche Scheibe: Wenn ihr Licht bei uns ankommt, enthält es alle Farben außer Blau.

Wie aber kommen die unterschiedlichen Blautöne des Himmels zustande? An manchen Tagen erscheint er tiefblau an, anderen dagegen eher weißlich. Die Ursache für dieses Phänomen sind in der Atmosphäre vorhandene Teilchen, die größer sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Aerosole wie Staub, Rauch, Wassertröpfchen oder Eiskristalle reflektieren die einfallenden Sonnenstrahlen in alle Richtungen, völlig unabhängig von der Wellenlänge. Da die abgestrahlten Wellen ein Gemisch aus allen Farben des Sonnenlichts sind, erscheint der Himmel an Tagen, an denen sich viel kondensierte Feuchtigkeit in den oberen Atmosphärenschichten befindet, deshalb eher weißlich-blau.

Auch die weißen „Schäfchenwolken“ , die an schönen Tagen den blauen Himmel verzieren, sind nicht wirklich weiß – die Millionen von Wassertröpfchen, aus denen die Wolke besteht, streuen das Sonnenlicht und lassen so die weiße Farbe entstehen.

siehe auch: Sternhimmel, Nachthimmel