Wenn Regenbögen lächeln

Zirkumzenitalbogen über einer Palme in in Ragusa auf Sizilien.

Bildcredit und Bildrechte: Marcella Giulia Pace

Beschreibung: Möchtet ihr einen lächelnden Regenbogen sehen? Sucht nahe beim Zenit (geradewegs oben), wenn die Sonne tief am Himmel steht – vielleicht seht ihr einen. Der oben abgebildete Eishalo wird auch als Zirkumzenitalbogen bezeichnet und wurde am 24. Februar über einer Palme in Ragusa auf Sizilien fotografiert.

Die leuchtend bunten Bögen werden wegen ihrer verkehrten Krümmung und Farben oft als lächelnde Regenbögen bezeichnet. Bei einem Zirkumzenitalbogen ist der Zenit in der Mitte und Rot ist außen – anders als bei Regenbögen, die sich nach einem Platzregen zum Horizont biegen.

Echte Regenbögen entstehen durch Wassertröpfchen, die Sonnenlicht brechen und dabei ein Spektrum an Farben erzeugen. Bei Zirkumzenitalbögen wird Licht in und an flachen sechseckigen Eiskristallen gebrochen und reflektiert. Solche Eiskristalle lassen auch Nebensonnen in hohen, dünnen Wolken entstehen.

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Ein Feuerregenbogen über West Virginia

Feuerregenbogen oder Zirkumhorizontalbogen über dem North Fork Mountain in West Virginia.

Bildcredit: Christa Harbig

Beschreibung: Was ist mit dieser Wolke los? Eiskristalle in einer fernen Federwolke verhalten sich wie kleine schwebende Prismen. Parallel zum Horizont verläuft ein Zirkumhorizontalbogen.

Wegen ihrer flammenartigen Erscheinung werden Zirkumhorizontalbögen inoffiziell als Feuerregenbogen bezeichnet. Damit ein Zirkumhorizontalbogen zu sehen ist, muss die Sonne mindestens 58 Grad hoch am Himmel stehen und darunter Zirruswolken vorhanden sein – in diesem Fall vom Typ Cirrus fibratus.

Die vielen flachen, sechseckigen Eiskristalle, aus denen die Federwolke besteht, müssen waagrecht ausgerichtet sein, um Sonnenlicht möglichst gleichförmig – also auf eine kollektiv ähnliche Art und Weise – zu brechen. Daher sind Zirkumhorizontalbögen eher selten zu sehen.

Dieser Feuerregenbogen wurde zu Beginn dieses Monats in der Nähe von North Fork Mountain in West Virginia (USA) fotografiert.

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Ein Zirkumhorizontalbogen über Ohio

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Bildcredit und Bildrechte: Todd Sladoje

Beschreibung: Warum haben Wolken verschiedene Farben? Hier ist der Grund, dass sich Eiskristalle in fernen Zirruswolken wie kleine, schwebende Prismen verhalten. Ein Zirkumhorizontalbogen wird wegen seiner flammenartigen Erscheinung manchmal als Feuerregenbogen bezeichnet. Er verläuft parallel zum Horizont.

Damit ein Zirkumhorizontalbogen zu sehen ist, muss die Sonne mindestens 58 Grad hoch am Himmel stehen, wenn Zirruswolken vorhanden sind. Außerdem müssen die vielen flachen, sechseckigen Eiskristalle, aus denen die Federwolke besteht, waagrecht ausgerichtet sein, um das Sonnenlicht in kollektiv ähnlicher Weise richtig zu brechen. Daher sind Zirkumhorizontalbögen relativ selten zu sehen.

Diese Zirkumhorizontalbogenschau wurde 2009 mit einem polarisierten Objektiv über Dublin in Ohio fotografiert.

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Überzählige Regenbögen über New Jersey

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Bildcredit und Bildrechte: John Entwistle

Beschreibung: Kann Ihr Regenbogen das auch? Nachdem im letzten Monat die letzten Ausläufer des Wirbelsturms Florence über Jersey Shore in New Jersey (USA) gezogen waren, kam in einer Richtung die Sonne heraus, aber in der entgegengesetzten Richtung erschien etwas ziemlich Ungewöhnliches: eine Halle aus Regenbögen. Im Laufe der nächsten halben Stunde wurden – zur Freude des Fotografen und seiner Tochter – lebhafte überzählige Regenbögen ein- und ausgeblendet. Auf diesem Einzelbild sind mindestens fünf davon abgebildet.

Überzählige Regenbögen entstehen nur, wenn alle fallenden Wassertröpfchen fast gleich groß sind und üblicherweise kleiner sind als ein Millimeter. Dann wird das Sonnenlicht im Inneren der Regentröpfchen nicht nur reflektiert, sondern es kommt auch zu Interferenz. Dieses Wellenphänomen ähnelt Wellen auf einem Teich, wenn man einen Stein hineinwirft. Tatsächlich sind überzählige Regenbögen nur durch Wellen erklärbar, und Berichte von ihrer Existenz Anfang des 19. Jh. wurden für frühe Hinweise auf die Wellennatur des Lichtes gehalten.

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Eishalos bei Yellowknife

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Bildcredit und Bildrechte: Stephen Bedingfield

Beschreibung: Sie haben vielleicht schon einmal einen Kreis um die Sonne gesehen. Eishalos, zum Beispiel ein 22-Grad-Ring, sind häufiger als Regenbögen und leicht erkennbar, wenn man die Augen vor Sonnenlicht schützt. Doch so eine Vielfalt an Eishalos mit Nebensonnen, Tangenten-, Infralateral- und Parrybögen, die sich alle auf diesem Schnappschuss vom Planeten Erde befinden, ist selten zu beobachten.

Das Bild wurde rasch fotografiert, und zwar am späten Morgen des 4. September in Yellowknife (Nordwest-Territorien in Kanada). Die schönen Muster entstehen, wenn Sonnenlicht (oder Mondlicht) von sechsseitigen Eiskristallen in der Erdatmosphäre reflektiert und gebrochen wird. Wahrscheinlich sehen die atmosphärischen Eishalos am Himmel anderer Welten anders aus.

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Roter Wolkenbogen über Delaware

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Bildcredit und Bildrechte: Michael C. Neff (Neffworks Artography)

Beschreibung: Was für ein Regenbogen ist das? In diesem Fall gab es keinen Regen – was hier abgebildet ist, ist eigentlich ein roter Wolkenbogen. Der ungewöhnliche Himmelsbogen wurde letzten Monat bei Sonnenuntergang in Rehoboth Beach (Delaware, USA) gesichtet. Als der Fotograf erkannte, dass das, was er sah, außergewöhnlich war, fotografierte er es mit der einzigen gerade verfügbaren Kamera – einem Smartphone.

Wolken bestehen aus Wassertröpfchen, und in einem Wolkenbogen reflektiert eine Wolkentröpfchengruppe das Licht der hellen Sonne (oder des Mondes) auf der gegenüberliegenden Seite des Himmels. Ähnliche Phänomene sind Nebelbögen und Flugzeugglorien.

Die rote Farbe hier entstand, weil Luft in der Atmosphäre vorwiegend blaues Licht streut – weshalb zugleich ein Großteil des Himmels blau erscheint. Eine genaue Betrachtung zeigt einen überzähligen Bogen innerhalb des äußersten Bogens, der durch Quanten beugung entsteht.

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Farbige Nachthimmellichtbänder um die Milchstraße

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Bildcredit und Bildrechte: Xiaohan Wang

Beschreibung: Was leuchtet am Himmel wie ein riesiger wiederholter Regenbogen? Nachthimmellicht. Die Luft leuchtet zwar die ganze Zeit, aber das ist normalerweise schwer zu erkennen. Eine Störung – etwa ein herannahender Sturm – kann jedoch zu spürbaren Wellen in der Erdatmosphäre führen. Diese Schwerewellen sind Schwingungen in der Luft ähnlich jenen, die entstehen, wenn ein Stein in ruhiges Wasser fällt.

Rotes Nachthimmellicht entsteht wahrscheinlich durch OH-Moleküle in einer Höhe von etwa 87 Kilometern, die durch ultraviolettes Sonnenlicht angeregt werden, während orangefarbenes und grünes Nachthimmellicht vermutlich von Natrium– und Sauerstoffatomen in etwas größerer Höhe stammen.

Bei einer Fahrt in der Nähe des Krummsees in der chinesischen Provinz Qinghai fiel dem Fotografen ursprünglich vor allem das eindrucksvolle Zentralband der Milchstraße auf. Als er anhielt, um es zu fotografieren, wies das dabei entstandene detailreiche Bild überraschenderweise ziemlich markante Bänder von Nachthimmellicht auf, die den ganzen Himmel bedeckten. Dieses Bild wurde digital bearbeitet, um die Farben lebendiger zu machen.

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Eine farbenprächtige Sonnenkorona über dem Himalaja

Über einem teils schneebedeckten Gebirge leuchtet die Sonne, sie ist von vielen bunten Ringen umgeben. Dieser Hof entsteht durch einen quantenmechanischen Effekt.

Bildcredit und Bildrechte: Jeff Dai

Was sind diese farbenprächtigen Ringe um die Sonne? Eine Korona, sie wird auch als Hof bezeichnet. Nur Menschen, die zur rechten Zeit am richtigen Ort sind, können sie sehen. Solche Ringe erscheinen manchmal, wenn Sonne oder Mond hinter dünnen Wolken zu sehen sind.

Der Effekt entsteht durch die quantenmechanische Lichtbeugung in einzelnen Wassertröpfchen, wenn alle Tröpfchen in einer dazwischenliegenden, großteils transparenten Wolke ähnlich groß sind. Da verschiedenfarbiges Licht unterschiedliche Wellenlängen hat, wird jede Farbe anders gebeugt.

Ein Hof um die Sonne – auch Sonnenkorona genannt – ist einer von wenigen Quantenfarbeffekten, die leicht mit bloßem Auge sichtbar sind. Diese Art Sonnenkorona ist ein visueller Effekt. Er entsteht durch Wasser in der Erdatmosphäre. Ein Hof ist nicht zu verwechseln mit der Korona um die Sonne, die bei einer totalen Sonnenfinsternis zu beobachten ist.

Im Vordergrund befindet sich der berühmte Himalajagipfel Ama Dablam (Mutter und ihre Halskette).

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