Für die Farbenspiele am Himmel ist die Streuung des Lichtes verantwortlich. Das von der Sonne gesandte Licht ist ursprünglich weiß. Weiß ist keine eigenständige Spektralfarbe, sondern ist ein Gemisch der Regenbogenfarben. Mit einem Prisma lassen sich die einzelnen Farben sichtbar machen.
Um auf die Erde zu gelangen, muss das Sonnenlicht die Erdatmosphäre durchqueren. Dabei treten drei unterschiedliche Effekte der Lichtbrechung ein:
- Die Streuung durch die Luftmoleküle. Hier wirken vor allem Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle. Die Luft beeinflusst vor allem die kurzwelligen Strahlen. Blaues Licht mit einer Wellenlänge von 350 nm wird ca. 16 Mal stärker als rotes Licht mit 700 nm abgelenkt. Die Folge ist, dass das Streulicht den Himmel blau färbt und die Sonne aufgrund der fehlenden blauen Anteile auf der Erde gelblicher erscheint.
Umso tiefer die Sonne am Himmel steht, desto länger ist die Strecke, die Sonnenstrahlen durch die Erdatmosphäre zurücklegen müssen. Dementsprechend werden sie stärker gestreut. Die Folge: Die Sonne wird rötlich.
- In der Luft befinden sich Schwebeteilchen, Aerosole genannt. Beispiele hierfür sind Vulkanstaub, Nebel oder Smog. Die Aerosole sind zumeist größere Partikel und wirken daher ausgeglichener auf die unterschiedlichen Wellenlängen der Farben.
- Das Ozonmolekül O3 besitzt eine absorbierende Wirkung auf den gelben und grünen Spektralbereich. Allerdings ist die Schicht äußerst dünn: Unter dem Luftdruck der Erde würde sie gerade wenige Millimeter dick sein. Daher ist der Effekt bei einer hochstehenden Sonne gering. Wenn die Sonne allerdings tief steht, dann kann das Ozon die Himmelsfarbe beeinflussen. Die sogenannte „Blaue Stunde“ ist ein Ozon-Phänomen.
Wer mehr über die physikalischen Hintergründe der Himmelsfarben erfahren möchte, wird bei der Sternwarte Recklinghausen fündig:
http://sternwarte-recklinghausen.de/data/uploads/dateien/pdf/himmelsfarben.pdf
