Sonnenauf- und untergänge

Einen Sonnenauf- oder -untergang zu beobachten ist immer wieder aufs Neue faszinierend. Innerhalb weniger Minuten verändern sich die Farben des Himmels und bieten eine große Palette an Rot- und Gelbtönen. Während die Sonne am Himmel tiefer und tiefer sinkt, muss ihr Licht durch mehr und mehr Atmosphäre hindurch, um zu uns zu gelangen. Dabei werden die blauen und violetten Anteile gestreut und herausgefiltert, rotes und gelbes Licht gelangt dagegen nahezu ungehindert bis zu unseren Augen.

Manchmal ist die Reflexion des Sonennlichten im Halo an einer Stelle so intensiv, dass man das Gefühl hat, eine zweite Sonne zu sehen. Oder aber, wenn die Sonne noch verdeckt ist, könnte man denken, die Sonne steht an der falschen Stelle des Himmels.

Auf diesem Foto ist es Mitte Dezember kurz nach Sonnenaufgang. Da die Sonne selbst noch durch einen Berg verdeckt war und die Nebensonne sehr hell leuchtete, verwechselte ich beide im ersten Moment und war ganz verblüfft, dass die Morgensonne schon im Süden steht. Es dauerte einen Moment, bis mir klar wurde, dass es nur eine atmosphärische Erscheinung ist, die ich sehe.

Wie entstehen Sonnenhalos und Nebensonnen? Um das Sonnenlicht in seine farbigen Anteile zu zerlegen, werden kleine Prismen in der Erdatmosphäre benötigt. Bei Regen + Sonnenschein sind es die Regentropfen, die als Prisma wirken. Bei Sonnenhalos befinden sich Eiskristalle in höheren Luftschichten, die die Funktion eines Prismas übernehmen. Deshalb treten Sonnenhalos eher im Winterhalbjahr auf.

Iridiumflares und nachtleuchtende Wolken

Wolken können nachts leuchten, wenn sie sich in großen atmosphärischen Höhen befinden und noch vom Sonnenlicht angestrahlt werden, während es unten auf dem Erdboden bereits dunkel ist.

Diesen Effekt kann man bei Flugreisen selbst erleben. Bei einem abendlichen Start nach Sonnenuntergang wird man vom Flugzeug aus doch noch einmal die Sonne sehen können, wenn sich das Flugzeug in die Lüfte erhoben hat.

Iridiumflares sind plötzlich aufleuchtende sehr helle Lichtreflexe, die die Anwesenheit von Satelliten verraten. Dabei fällt das Sonnenlicht auf die Außenhaut eines Satelliten und wird von diesem wie bei einem Spiegel zurückgeworfen. Befinden wir uns gerade in dem Strahlengang der reflektierten Sonnenstrahlen, dann nehmen wir das als einen Flare wahr. Die Helligkeit steigt allmählich an, steigert sich innerhalb weniger Sekunden und reißt dann plötzlich ab. Der Satellit ist dann kaum noch oder gar nicht mehr zu sehen.

Iridiumflares sind nicht nur auf die Nachtstunden beschränkt. Sie können wegen ihrer enormen Helligkeit auch am Taghimmel wahrgenommen werden. Nachts fallen sie allerdings viel stärker auf. Ihre Helligkeit kann die der Venus um das 50fache übertreffen. Iridiumflares sind gut zu beobachten, da sie auf die Sekunde genau vorherberechnet werden können. Sie treten an den 66 Telekommunikationssatelliten der Iridium-Serie auf, die die Erde umkreisen. Auf der Internetseite heavensabove.com kann man sich die Zeiten für Iridiumflares der nächsten 7 Tage anzeigen lassen.

Polarlichter

Polarlichter treten in der Ionosphäre der Erde auf und werden durch den Sonnenwind verursacht, der die Magnetosphäre der Erde beeinflusst.  Die Magnetosphäre ist der Bereich um einen Planeten, in dem sein Magnetfeld wirkt.

Der Sonnenwind führt elektrisch geladene Teilchen mit sich, die bis in die Ionosphäre der Erde eindringen und mit den dortigen Atomen und Molekülen von Sauerstoff und Stickstoff kollidieren. Dadurch verlieren diese kurzzeitig ihre Elektronen.

Beim Wiedereinfang wird die freiwerdende Energie in Form von Licht abgegeben. Dabei entstehen rote und grüne, manchmal auch violette und blaue Farben, die wir als Polarlichter wahrnehmen. Polarlichter treten meist im Bereich der beiden Polregionen der Erde auf, also nördlich von 60° nördlicher Breite und südlich von 60° südlicher Breite. Manchmal ist der Sonnenwind so heftig, dass Polarlichter sogar in Mitteleuropa beobachtet werdn können.

In der Abbildung haben wir einen ganz besonderen Blick auf die Polarlichter. Wir befinden uns im Rahmen der Mission STS-39 (28. 4. bis 6.5. 1991) an Bord des Space Shuttles Discovery und schauen von oben auf die Südpolregion der Erde. Bildquelle: NASA