Warum ist der Himmel blau?
Der blaue Himmel wurde im Altertum mit der Himmelsfarbe Azur erklärt.
Heute wissen wir: Für den blauen Himmel und viele andere optische
Erscheinungen sorgt die Streuung des Lichts an Luftteilchen, aber auch an
Wassertröpfchen und Staubteilchen in der Atmosphäre.
Die Luft macht den Himmel blau
Das Licht, das von der Sonne auf die Erde fällt, besteht aus fünf Farben,
die zusammen das weisse Licht ergeben. Das erkennt man z.B. an einem Regenbogen: Die Regentropfen fächern durch
Brechung und Reflexion das Sonnenlicht in die einzelnen Farben auf.
Bis das Licht der Sonne unser Auge erreicht, muss es die Atmosphäre
passieren, in der es auf viele sehr kleine Luftteilchen trifft. Diese
Teilchen sind so klein, dass eine Billion von ihnen so gross wie ein
Stecknadelkopf wären.
Die kleinen Luftteilchen (Luftmoleküle) in der Atmosphäre streuen das
kurzwellige blaue Licht besser als das langwellige rote. Das Licht wird
quasi zwischen den Molekülen hin- und hergeworfen.
Auf dem Umweg über die Luftteilchen erreicht das Licht unser Auge. Deshalb
erscheint uns der ganze Himmel gleichmässig blau.
Das restliche Licht fällt direkt auf uns. Die Sonne wirkt gelblich, weil
der blaue Anteil fehlt.
Abendrot und Morgenrot
Das Abendrot entsteht, weil das Licht durch den tieferen Stand der Sonne einen viel längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen muss. Dabei werden alle Farbanteile des Lichts mit Ausnahme des langwelligen roten Lichts so stark gestreut, dass sie bei unserem Auge nicht mehr ankommen. Wir sehen nur noch den roten Anteil des Sonnenlichts, der auch Wolken oder Berghänge einfärbt: das Alpenglühen.
Das Morgenrot entsteht genauso und tritt etwa eine halbe Stunde vor Sonnenaufgang auf.
Sichtweite
Es existieren verschiedene Faktoren, die die Sichtweite bestimmen. Egal was wir betrachten: Das Licht, das wir sehen, muss immer einen Weg durch die Luft zurücklegen. Wie wir schon beim Himmelsblau gesehen haben, streuen die Luftmoleküle dabei das Licht. Wie weit wir sehen können ist von den Bestandteilen der Luft abhängig. Je mehr Staub oder Wasserdampf sich in der Luft befinden, desto mehr wird das Licht gestreut und umso kürzer wird unsere Sichtweite.
Ein weiterer Faktor, der die Sichtweite begrenzt, hängt mit der Erdkrümmung zusammen. Ab einer bestimmten, von der Höhenlage des Betrachters abhängigen, Entfernung krümmt sich die Erde unter unserem Blick weg und wir können Gegenstände nicht mehr erkennen. Von den Alpengipfeln aus beträgt bei aussergewöhnlich klarer Luft die maximale Sichtweite etwa 250 km.