Das seltsamste atmosphärische Phänomen: Von Mondhalos zu grünen Blitzen

Licht verleiht unserer Welt visuelle Textur und Fülle. Wir erleben ständig Licht, wenn es mit den verschiedenen Medien um uns herum interagiert: Streuung durch unsere Atmosphäre, Reflexion von einer Blume oder Prisma in Wassertropfen. Menschen erleben visuell ein sehr schmales Band vonDas elektromagnetische Spektrum wird sichtbares Licht genannt. Obwohl wir nur einen Teil des elektromagnetischen Spektrums sehen, gibt es eine Vielzahl von Phänomenen, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Seit Tausenden von Jahren katalogisieren und kategorisieren wir unsere vielen Erfahrungen mit demoptische Phänomene unseres Planeten.

Machen Sie keinen Fehler, diese optischen Phänomene sind keine Illusionen. Sie sind real in dem Sinne, dass sie von den optischen Eigenschaften der Materie bestimmt werden, mit der Licht interagiert. Normalerweise handelt es sich um Staub, Wassertropfen oder AtomeViele dieser Phänomene spielen mit der dualen Natur des Lichts als Teilchen und Welle. Einige dieser Phänomene sind unglaublich häufig und andere können einmal im Leben auftreten. Wenn Sie im richtigen Moment unter den richtigen Bedingungen aufblicken, vielleicht siehst du einen dieser Tricks des Lichts.

Brechung: bunte Regenbogen

Regenbogen erhalten in unseren Medien und in unserer Kunst viel Aufmerksamkeit, aber sie kommen viel seltener vor, als Sie vielleicht annehmen. Ein Regenbogen braucht zwei Dinge, um sich zu bilden: Sonnenlicht und Wasserdampf entgegen der Richtung der Sonne. Wenn Sie in einem Land lebenIn trockenen Regionen können Regenbogen sehr selten sein. Das Licht muss direkt auf die großen Wassertropfen scheinen, damit es nicht durch Wolken verdeckt wird. Die Sonne kann auch nicht zu hoch am Himmel stehen, oder ein Regenbogen nichtsich bilden können. Das Licht wird gebrochen, wenn es in das Tröpfchen eintritt. Trennung in seine Komponentenwellenlängen - oder Farben - wird von der Innenseite des Tröpfchens reflektiert und auf dem Weg nach draußen wieder gebrochen.

Regenbogen sind größer, wenn sich die Sonne nahe am Horizont befindet, und sie sind nicht sichtbar, wenn die Sonne höher als 45 Grad über dem Horizont steht. Dies liegt daran, dass Regenbogen Form in einem 42-Grad-Kreis um den Antisolarpunkt , ein abstrakter Punkt, der aus Sicht des Betrachters der Sonne direkt gegenüberliegt. Regenbogen treten auf, wenn weißes Licht in einen Wassertropfen eintritt und zwischen einem Winkel von 40,6 und 42 Grad zurückgebrochen wird. Das Licht wird je nach Wellenlänge etwas anders zurückgebogen, so dass rotes Licht in einem Winkel von 42 Grad gebrochen wird und blaues Licht näher an 40 Grad gebrochen wird. Dies führt dazu, dass wir in einem Regenbogen unterschiedliche Farbbänder sehen.

Es gibt verschiedene Arten von selteneren Regenbogenphänomenen, die sich bilden können. Eines der am häufigsten entdeckten ist der "doppelte Regenbogen", bei dem sich ein sekundärer Bogen etwa neun Grad über dem primären Bogen bildet. Er ist normalerweise etwa doppelt so breit und halb so hell wieDer Hauptbogen. Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sehen Sie möglicherweise einen roten Bogen. Dieser Regenbogen erscheint röter, weil das Sonnenlicht durch mehr Atmosphäre wandern muss und mehr blaues und grünes Licht streut.

Die Sonne ist nicht die einzige Lichtquelle, die einen Regenbogen verursachen kann, der Mond auch. Es gibt keinen Unterschied in der Mechanik, wie sich ein Mondbogen bildet, obwohl sie normalerweise dunkler und weniger bunt sind als ihre sonnenbeschienenen GegenstückeMondbögen sind seltener, weil Sie zusätzlich zu den anderen Anforderungen für einen Regenbogen einen Vollmond benötigen. Für das bloße Auge sind sie in der Regel sehr schwach, aber sie können gesehen werden. Kameras mit ihren langen Belichtungszeiten sind dazu in der Lagefange sehr lebendige, farbenfrohe Mondbögen ein.

Wassertropfen: Coronas, Ruhm und Schillern

Wassertropfen spielen eine Schlüsselrolle bei optischen Phänomenen, da sie dem Licht ein Medium zum Spielen am Himmel geben. Viele dieser Phänomene betreffen die Schönheit des weißen Lichts, wenn es durch Wasser gebrochen oder von ihm gebeugt wird, wodurch die Farben häufig erzeugt werdenNicht alle dieser Phänomene sind jedoch Regenbogen. Eine Korona ist wahrscheinlich eines der häufigsten Beispiele, die Sie sehen können.

Eine Korona ist ein optisches Phänomen, das durch Beugung verursacht wird und aufgrund der Eigenschaften von Lichtwellen auftritt. Sie können gesehen werden, wenn dünne Wolken aus Wasser, Staub oder Pollen die Sonne oder den Mond teilweise bedecken. Koronae bilden sich in mehreren konzentrischen RingenCoronae erhalten ihre weicheren Farben durch die subtilere Vermischung, die eher durch Beugung als durch Trennen von Lichtwellen wie bei der Brechung erfolgt. Diese Phänomene tragen jedoch den gleichen Namen wie dieSternkorona, die äußerste Schicht der Sonnenatmosphäre, die atmosphärischen Phänomene und die Sonnenstruktur sind nicht miteinander verbunden.

Wolkenschillern oder 'Regenbogenwolke' ist ein weiteres Beugungsphänomen und tritt normalerweise in der Nähe der Sonne auf, kann aber auch weit entfernt von der Sonne auftreten. Diese können als fast zufällige Farbflecken auftreten und werden durch dieselben Mechanismen verursacht wieLassen Sie Coronae bilden. Coronae bilden sich, wenn die Wassertropfen oder Eiskristalle eine einheitliche Größe haben. Wenn das Wasser weniger gleichmäßig wird, können Sie diese unregelmäßigeren Farbbänder erkennen. Das Schillern ist ein fragiles Phänomen und kann sich schnell ändern, wenn sich die Wolken verschiebenim Himmel.

Sie treten häufig am späten Nachmittag an sehr heißen und feuchten Tagen auf und bilden sich normalerweise auf Cumuluswolken. Wenn die Cumuluswolke nach oben kocht, werden die Luftschichten immer höher, wo sie sich ausdehnen und abkühlen.Manchmal kondensiert diese Feuchtigkeit plötzlich zu winzigen Tröpfchen, um eine Kappenwolke zu bilden. Es sind die Tröpfchen in der Kappenwolke, die das Sonnenlicht streuen, um die wunderschönen Farben zu bilden.

Ruhm ist ein weiteres Brechungsphänomen, das sich gegenüber der Sonne um den antisolaren Punkt bildet. Sie befinden sich normalerweise in Bodennähe, wenn die Sonne auf Nebel oder Wolken unter dem Betrachter scheint. Sie ähneln einer Korona in dem Sinne, in dem sie sich noch bildenkonzentrische Kreise, haben ein helles Zentrum und werden diffuser, wenn sie sich ausdehnen. Manchmal können Schatten auf den Ruhm konvergieren und das Brocken-Gespenst hervorrufen. Ruhm ist „unmöglich“ Da die einfache Beugungstheorie nicht erklärt, wie das Wasser das Licht um 180 Grad zum Betrachter zurückbiegen kann, ist dies eine extremere Biegung, als es die Theorie zulässt. Es gibt eine Eigenschaft des Lichts, die es ihm ermöglicht, Teile des Tröpfchens als Oberfläche zu durchlaufenWelle, anstatt sofort gebrochen zu werden, was ihm den zusätzlichen Raum gibt, sich vollständig um 180 Grad zum Betrachter zurückzubiegen.

Eiskristalle: Halos, Hunde und Säulen

Von den Brechungsphänomenen sind Halos einige der häufigsten. Sie sind auch groß, wobei die häufigsten Halos einen Durchmesser von etwa 22 Grad haben und sich bis zu 50 Grad breit ausdehnen können. Seltenere Lichthöfe können den Himmel mit vielen empfindlichen Bögen strukturieren, die durch das komplizierte geometrische Spiel zwischen Licht und seiner Brechung in Eiskristallen entstehen. Wenn Sie einen Kreis um die Sonne oder den Mond betrachten und dieser kleiner als 20 Grad ist,Es ist wahrscheinlich eine Korona. Wenn sie größer ist, ist es wahrscheinlich ein Heiligenschein. Treffen Sie immer Vorsichtsmaßnahmen, um Ihre Sicht zu schützen, wenn Sie Sonnenhöfe betrachten, z. B. die Sonne mit der Hand oder einem Gebäude blockieren. Schauen Sie niemals direkt auf oder in die Nähe der Sonne.

Ein 22-Grad-Heiligenschein und Sundogs, manchmal auch Parhelia genannt, sind die beiden häufigsten Lichthöfe, die wir erleben. Der 22-Grad-Lichthof umgibt die Sonne vollständig in ihrer vollen Form, aber je nach den Bedingungen in der Umgebung können sich teilweise 22-Grad-Lichthöfe bildenHimmel. Sonnenhunde bilden normalerweise 22 Grad entfernt auf beiden Seiten der Sonne. Sie entwickeln sich aufgrund der Lichtbrechung durch Eiskristalle. Die Farben reichen normalerweise von Rot, das der Sonne am nächsten ist, bis zu Blau an der Außenseite des Sundogs. Sie können Farbe sehen, wenn Sie Lichthöfe um den Mond betrachten, aber für das menschliche Auge ist es viel schwieriger zu sehen.

Säulen können mit einem Lichtstrahl verwechselt werden, aber sie sind auch eine Art Lichthof, der sich um eine Lichtquelle bilden kann und am häufigsten bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang auftritt. Sie zeigen normalerweise nach oben, können aber auch nach unten zeigen. Sie entwickeln sichAls Ergebnis davon, dass Eiskristalle langsam durch die Luft fallen und die Sonnenstrahlen von ihnen reflektieren. Auch wenn andere astronomische Körper wie Planeten technisch Lichthöfe erzeugen können, sind sie zu schwach, um irgendetwas zu produzieren, das wir sehen könnenin sehr seltenen Fällen gesehen, wie sie sich um die Venus bilden.

Verschiebungsphänomene: Der grüne Blitz

Manchmal sind die Dinge nicht genau so, wie sie scheinen. Wenn die Sonne in einem Winkel auf Sie scheint, bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang durch mehr Atmosphäre scheint oder weil die Raumzeit nicht flach ist, scheinen sich Objekte an einem anderen Ort zu befindenEin solches Phänomen, das Menschen auf eine lebenslange Jagd führt, ist der relativ seltene grüne Blitz.

Ein grüner Blitz entsteht, wenn die richtigen Bedingungen für die Streuung des Sonnenlichts und eine Fata Morgana kombiniert werden, um uns diese seltsame Erfahrung zu ermöglichen. Ein Trugbild ist kritisch weil das Licht durch Schichten der Atmosphäre mit steilen Wärmegradienten gebrochen werden muss, damit wir es wahrnehmen können. Wenn die Sonne unter den Horizont sinkt, werden die letzten Lichtstrahlen immer noch durch die Atmosphäre gestreut und von der Luft gebogenTrugbild. Manchmal, wenn das Licht durch das sichtbare Spektrum geht, erscheint ein grüner Blitz über der Sonne.

Es gibt vier Arten von grünen Blitzen, die sich jeweils auf eine andere Art von Trugbild beziehen. Sie sind bei Sonnenuntergang am einfachsten zu erkennen und bieten einen freien Blick auf einen klaren Horizont. Wie bei anderen Phänomenen ist ein grüner Blitz nicht auf beschränktdie Sonne. Der Mond kann einen grünen Blitz erzeugen, aber ein solches Ereignis ist unglaublich selten.