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Kondensstreifenschatten 06.06.2010
Kondensstreifenschatten 06.06.2010
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michael
 

  Lichtbrechung an verschiedenen Luftschichten  


Verschieden dichte Luftschichten erzeugen bei günstigen Bedingungen einige atmosphärische Beobachtungen. Die Bekannteste Form davon wird die Luftspiegelung sein, die sicherlich jeder schon einmal an heißen Tagen gesehen hat, in Form von weit entfernten "Pfützen" auf der Straße.



Am Meer hat man die Möglichkeit die Sonne zu beobachten, wie sie diese unteschiedlichen Luftschichten bei Auf- oder Untergang durchwandert. "Etruskische Vasen" (Omega Sonne), sich ablösende Segmente oder grüne Blitze sind dann keine Seltenheit, vorrausgesetzt der Horizontblick ist gewährleistet.


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Untere Luftspiegelung (14)





Gerade im Sommer gibt es Luftschichten mit extrem unterschiedlicher Temperatur. Eine stark aufgeheizte Straße und die darüber kühlere Luftschicht sorgen für eine Luftspiegelung nach unten, d.h. der Himmel spiegelt sich auf der Straße.
Ein einfallender Lichtstrahl auf der Grenzfläche zwischen kühler und warmer Luft erfährt eine Reflexion und wird gespiegelt. Dies kennen wir dann als "Pfütze" vor uns.

Innerhalb der Atmosphäre geschieht das ähnlich wie mit dem Beispiel auf der Straße.
Das einfallende Sonnenlicht wird beim Eintritt in die Atmosphäre gebrochen, da diese optisch dichter ist.
Das bedeutet, wenn wir die Sonne noch kurz über dem Horizont sehen, ist sie bereits untergegangen, da der Lichtweg auf einer gekrümmten Bahn unser Auge erreicht.

Bei der "Etruskischen Vase" ist eine kühle Luftschicht über der wärmeren Wasseroberfläche. Diese Grenzschicht sorgt bei Sonnenauf- oder Untergang für eine Besonderheit; die Sonne bekommt für kurze Zeit eine Art "Fuß".
Er entsteht auf die gleiche Weise wie die Luftspiegelung auf der Straße. Das einfallende Sonnenlicht wird an der Grenzschicht reflektiert und invertiert. Wir sehen dann unterhalb der Sonne das Spiegelbild der Sonnenunterseite.



Verformte Sonne oder Mond (14)





Bei Sonnenauf- bzw. Untergang kann es vorkommen, dass die Sonnenscheibe verzerrt oder plattgedrückt erscheint.
Verantwortlich dafür sind ebenfalls Luftschichten unterschiedlicher Dichte. Lichtwellen, ausgehend von der Sonne, oder auch vom Mond, werden unterschiedlich stark gekrümmt und sorgen für dieses Aussehen.



Ablösendes Sonnen-oder Mondsegment (7)





Während Sonne oder Mond bei Auf- oder Untergang verschieden dichte Luftschichten durchwandern, lösen sich scheinbar Segmente von ihnen ab, bei der Sonne können diese Segmente oberhalb kurzzeitig grün aufleuchten, ehe sie sich auflösen. An der unteren Seite passiert dies in Rot.



Grüner Strahl, grünes Segment und grüner Saum (59)





Der grüne Strahl

Der grüne Strahl oder auch grüner Blitz genannt, tritt am oberen Sonnenrand auf und ist dann zu beobachten, wenn die Sonne untergeht. Da die Lichtbrechung am Horizont am stärksten ist, wird der letzte sichtbare Teil des Sonnenrandes in seine Spektralfarben zerlegt.
Von der Sonne ausgehend ROT-GRÜN-BLAU.

Der rote Sonnenrand geht zuerst unter, sodass für kurze Zeit nur noch der grüne und blaue Rand über dem Horizont steht. Da das blaue Licht jedoch am stärksten in der Atmosphäre von Luftmolekülen abgelenkt wird, bleibt tatsächlich nur der grüne Rand sichtbar.

Es bleibt ein äußerst seltenes Schauspiel, da viele Faktoren davon abhängig sind um dieses Phänomen beobachten zu können. Zum einen ist das eine freie Horizontsicht (am Meer oder in den Bergen), zum anderen muss die Luft sehr klar und sauber sein. Bei idealen Bedingungen kann sogar der blaue oder violette Rand gesehen werden.



Das grüne Segment

Das grüne Segment ist ähnlich dem grünen Strahl, allerdings kann es während des Sonnenunterganges mehrfach beobachtet werden, wenn sich durch die unterschiedlichen Luftschichten Teile der Sonnenscheibe ablösen und sich in grün auflösen.



Der grüne Saum

Der grüne Saum ist eigentlich immer zu sehen und beruht auf Grundlage der Refraktion in Horizontnähe. Da hier das einfallende Sonnenlicht einen längeren Weg benötigt, wird das Sonnenlicht in seine einzelnen Spektralfarben zerlegt, dabei wird das blaue Licht am stärksten gestreut und somit ist am obersten Rand ein grünlicher Saum zu erkennen, der mit sinkender Sonne breiter wird. Im Gegensatz dazu ist an der Sonnenunterseite ein roter Saum zu beobachten.



Roter Strahl (11)





Der rote Strahl entsteht auf die gleiche Weise wie der grüne Strahl, nur eben an der Unterseite der Sonne. Sinkt diese gen Horizont und sind die Luftschichten unterschiedlich dicht, sieht man für den Bruchteil von Sekunden ein rotes Flämmchen an einer der Schichten, ehe dieses wieder mit der Sonnenscheibe verschmilzt.



Lichtbrechung am Sonnenrand (2)





Wenn ein Flugzeug nahe am scheinbaren Sonnenrand vorbeifliegt, erzeugen die heißen Abgase der Triebwerke Lichtbrechungseffekte durch die unterschiedlich dichten Luftschichten in genau diesem Moment des Vorbei- oder Durchfluges.
Kleine Fackeln, die Protuberanzen oder Flares ähneln, werden dann für einen kurzen Moment sichtbar.





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