Warum ist die sonne rot wenn sie aufgeht

Die Maus hat herausgefunden: Eigentlich ist das Licht der Sonne weiß. Dieses weiße Licht ist - einfach gesagt - die Mischung aller Farben. Diese werden erst dann wieder sichtbar, wenn das Sonnenlicht gestreut, gebrochen, reflektiert wird.

Der Weg der Sonnenstrahlen verändert sich im Verlauf des Tages. Dadurch verändern sich auch die Farben der Sonne und des Himmels. Mittags sieht die Sonne hellgelb aus, morgens und abends eher orange oder - kurz vor Sonnenuntergang - rot. Der Grund: Der Weg der Sonnenstrahlen morgens und abends ist viel länger. Dabei werden das Blau und auch andere Farben herausgefiltert. Es bleiben vor allem die rötlichen Töne zu sehen.

Der Himmel erscheint übrigens blau, weil sich das Licht an den Luftteilchen auf eine bestimmte Art zerstreut. Das hat ein Mann namens Rayleigh entdeckt, deswegen wird es auch "Rayleigh-Streuung" genannt. Ein Teil des blauen Sonnenlichts erreicht den Beobachter also nicht mehr als direkte Sonnenstrahlung aus Richtung der Sonne, sondern als gestreutes Licht.

Bei Sonnenaufgang oder –untergang befindet sich die Sonne tief am Horizont oder sogar unterhalb des Horizonts. Die Sonnenstrahlen durchqueren dabei die Atmosphäre in einem viel kleineren Winkel als zum Beispiel Mittags.

Der Weg der  Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre ist dabei bedeutend länger als Mittags. Wenn zum Beispiel die Sonne nur 4 Grad über dem Horizont steht, ist die von den Sonnenstrahlen durchquerte Schicht der Atmosphäre 12 Mal dicker als die Schicht, die  sie Mittags durchqueren. 

Die Sonnenstrahlen werden bei ihrer Durchquerung der Atmosphäre an Luftmolekülen, Partikeln, Wassertröpfchen gebrochen, gestreut oder reflektiert. Je kurzwelliger das Licht, desto stärker wird es gestreut. Blaues Licht ist kurzwelliger als rotes und wird daher stärker gestreut. Und je länger der Weg durch die Atmosphäre, desto deutlicher ist dieser Effekt. Der Himmel färbt sich für den Beobachter rot, weil der blaue Anteil des Lichts den Beobachter nicht mehr erreicht.

Tagsüber erscheint der wolkenlose Himmel blau, morgens oder abends jedoch orange bis rot. Das Geheimnis hinter diesem Farb-Duo liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird.

Himmelsblau

Die Himmelspalette hat einiges zu bieten: Da wechseln sich Blau, Weiß und Grau, Gelb, Rot und Orange ab und nimmt man noch die Regenbögen hinzu, scheint die Farbenfreude grenzenlos. Der wolkenlose Himmel wird dabei tagsüber von einem Blau dominiert, obwohl sich dahinter doch die Schwärze des Weltalls befindet. An schönen Abenden taucht der Himmel dann schon einmal in ein atemberaubendes Rot, obwohl die Sonne in derselben Farbe wie am Tage scheint. Das Geheimnis hinter dieser Farbenvielfalt liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird.

Zerstreutes Licht

Das Licht der Sonne erscheint uns zwar gelblich-weiß, doch setzt es sich aus allen Farben des Regenbogens zusammen – von Violett über Blau, Grün, Gelb, Orange bis hin zu Rot. Jede dieser Farben entspricht elektromagnetischer Strahlung einer bestimmten Wellenlänge. Diese Wellenlänge ist bei Blau am kürzesten, bei Rot am längsten.

Die verschiedenen Wellenlängen spielen nun eine wichtige Rolle, wenn das Licht auf dem Weg durch die Atmosphäre mit Gasmolekülen zusammenstößt und dabei seine Richtung ändert. Physiker sagen: Das Licht wird gestreut. Immer wenn wir nicht direkt in die Sonne blicken, sehen wir ausschließlich gestreutes Licht, das über ein paar Umwege von der Sonne in unser Auge gelangte. Daher ist es gerade das gestreute Licht, das die Farbe des Himmels bestimmt.

Abendrot

In der Atmosphäre wird Licht nun umso stärker gestreut, je kleiner seine Wellenlänge ist. Blaues Licht wird daher stärker gestreut als rotes.

Bei hohem Sonnenstand ist der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre recht kurz, es wird dabei hauptsächlich Blau gestreut, so dass uns der Himmel am Tag blau erscheint. Bei tiefem Sonnenstand ist der Weg des Lichts durch die Atmosphäre weit länger. Durch die Streuung vermindert sich der Blauanteil dabei so stark, dass das Rot überhand gewinnt. Das Blau wurde weggestreut. Daher ist der wolkenfreie Himmel tagsüber blau, und rot bei Sonnenaufgang (Morgenrot) und Sonnenuntergang (Abendrot).

Rayleigh-Streuung

Im Falle der Lichtstreuung in der Atmosphäre spricht man von Rayleigh-Streuung, benannt nach dem britischen Physiker Lord Rayleigh (1842–1919). Rayleigh-Streuung liegt immer dann vor, wenn Strahlung an Teilchen gestreut wird, die viel kleiner sind als die Wellenlänge der Strahlung. Dies ist bei den Gasmolekülen der Atmosphäre der Fall. Die Wassertropfen beziehungsweise Eiskristalle in Wolken sind hingegen weit größer als die Wellenlänge des Lichts. Hier liegt keine Rayleigh-Streuung vor, vielmehr werden daran alle Wellenlängen des Sonnenlichts reflektiert, so dass uns Wolken weiß erscheinen.

Die Rayleigh-Streuung muss übrigens auch bei der Auswertung von Satelliten-Messdaten berücksichtigt werden, wenn mit diesen beispielsweise Meereswellen oder Wolkendicken vermessen werden.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/himmelsblau-und-abendrot/

Warum ist die Sonne heute so rot?

Warum ist die Sonne rot abends?

Was bedeutet es wenn der Himmel rot ist?

Warum ist nicht jeder Sonnenuntergang rot?