Das fängt schon mit seiner Farbe an. Er ist unvernünftiger Weise Blau, was zu ständigen Fragereien führt. Blau ist der Himmel eigentlich nur deshalb, weil er nicht rot und nur sehr wenig grün ist. Das Licht, das wir im Himmel sehen, ist ganz normales Sonnenlicht. Licht hat nun keine größeren Probleme durch die Luft hindurch zu kommen, aber um so mehr es zum blauen hin tendiert, um so schwieriger wird es.

Die Moleküle in der Luft haben eine gewisse Chance, das Licht der Sonne abzulenken und zu zerstreuen. Aber diese Chance hängt von der Farbe des Lichts ab, genau gesagt von der Wellenlänge. Blaues Licht, mit kurzer Wellenlänge, hat eine besonders hohe Chance von der Luft zerstreut zu werden. Schon Licht mit etwas längerer Wellenlänge wird viel weniger beeinflusst. Es ist eine der wenigen Gelegenheiten, in denen Physiker die vierte Potenz auspacken müssen, um einen scheinbar einfachen Zusammenhang zu beschreiben. Das heißt übrigens auch, dass der Himmel noch viel ultravioletter als blau wäre, wenn wir das sehen könnten.

Anders als die Moleküle der Luft können kleine Wassertröpfchen Licht jeder Farbe in alle möglichen Richtungen zerstreuen, weshalb Wolken weiss sind.

Cumulus

(Quelle)

Meistens jedenfalls.
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(Quelle)

Wenn nichts dazwischen kommt.

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(Quelle)

IST JA GUT!

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(Quelle)

Dass der klare Himmel ein mieser Verräter ist, weiß auch jeder Amateurastronom.

Man stellt sich in der Dämmerung raus aufs Feld, das Wetter ist gut, der Himmel ist klar, die ersten Sterne kommen raus und sie funkeln wie wild. Das mag ein schöner Anblick sein, aber für den Amateurastronom ist er auch etwas entmutigend. “Schlechtes Seeing” oder so etwas murmelt er vor sich her. Das ist nun nicht der Punkt, an dem man alles wieder einpackt. Aber es ist der Punkt, an dem man anfängt eine Reihe von Objekten aus der mentalen Beobachtungsliste zu streichen. Jedes Objekt das von einer möglichst hohen Auflösung des Teleskops profitiert, wird unter solchen Bedingungen matschig aussehen und im Okular vor sich hin wabern. Warum?

Auch wenn der Himmel klar ist, brodelt die Luft wie ein Hexenkessel. Warme Luft ist bekanntlich leichter als kalte Luft und steigt deshalb auf. Leider steht sich die Luft dabei selbst im Weg. Warme Luft kann nur nach oben, wenn gleichzeitig kalte Luft nach unten durchgereicht wird. Es bilden sich viele Zellen, in denen warme Luft aufsteigt und die kalte Luft darüber verdrängt. Dabei darf die aufsteigende warme Luft natürlich keine Lücke hinterlassen, sie muss mit kalter Luft aufgefüllt werden. Diese Zellen sind nun ständig in Bewegung und das sorgt abends für das Funkeln der Sterne. Die warme Luft und die kalte Luft brechen das Sternenlicht unterschiedlich stark. Und weil alles ständig in Bewegung ist, verändert sich der Weg den das Licht von den Sternen zum Auge oder zum Teleskop nimmt in Sekundenbruchteilen. Das Bild wird matschig und die Sterne funkeln.

Im Lauf der Nacht gleichen sich die Temperaturen langsam an. Das kann auch nicht anders sein, denn es steigt ständig warme Luft auf und von unten kommt nichts mehr nach. Zumindest so lange, bis die Sonne wieder aufgeht und den inzwischen feucht-klammen Boden wieder aufwärmt, worauf hin der ganze Mist wieder von vorne anfängt.

Ja, sogar der klare Himmel macht den Boden nass und alles, was dort herum steht, ganz ohne Wolken. Der miese Verräter. Auch in klarer Luft ist Wasser, aber die Luft kann das Wasser nicht immer halten. Um so wärmer die Luft ist, so mehr Wasser kann die Luft aufnehmen, ohne dass sich auf dem Boden Tau bildet. Nur weil sich in der Nacht die warme Luft abkühlt und die Luft immer weniger Wasser halten kann, geht das Wasser aus der Luft noch nicht weg. Am Anfang schon gar nicht. Die Luft ist wärmer als sie sein müsste um die Feuchtigkeit halten zu können und deswegen ist eine Abkühlung erstmal egal.

Aber nur bis die Luft zu dem Punkt abkühlt, an dem sie ihre Feuchtigkeit nicht mehr halten kann, dem Taupunkt. Bei welcher Temperatur der Taupunkt liegt, hängt nur davon ab wieviel Wasser gerade in der Luft ist. Das ist praktisch, weil man dann weiß, wie kalt es werden muss, bis sich Tau bildet. Es ist aber total unpraktisch, weil man dann immernoch nicht weiß, wieviel Wasser so ein Kubikmeter Luft enthält. Natürlich kann man dafür auch in einer Tabelle nachschauen. Aber es verwirrt doch immer ein wenig, wenn die Meteorologen von feuchter Luft sprechen und dann die Temperatur des Taupunktes nennen.

Aber früh morgens, wenn man dann das Teleskop abbaut oder so mancher aus dem Zelt kriecht, der Sonne entgegen in den klaren Himmel blinzelt, ist alles vergessen. Für einen kurzen Moment. Bis man merkt, dass alles klatschnass ist.

Und dann weiß man wieder: Der klare Himmel ist ein mieser Verräter.

Kommentare (14)

  1. #1 LasurCyan
    20. Mai 2015

    Er ist unvernünftiger weise Blau, was zu ständigen Fragereien führt.

    Das kommt mir jetzt aber bekannt vor^^
    Eine andere Frage, mit der ich ständig gelöchert werde betrifft die ‘Blaue Stunde’, genauer, wieso das Licht in der Zeit der Dämmerung bis SonnenAufgang (oder abends eben umgekehrt) so ist wie es ist. Das indirekte Licht der Sonne hat ja eine höhere Farbtemperatur als das direkte, nur warum das so ist, ist mir nicht klar. Zumal die Farbtemperatur höher ist als die Oberflächentemperatur der Sonne. Wie geht das?

    • #2 wasgeht
      20. Mai 2015

      Ganz einfach, die blauen Anteile werden von der Luft gestreut, die roten nicht. Wenn das Licht einen richtig langen Weg durch die Luft hat – wie beim Sonnenauf- und untergang – dann ist irgendwann alles blaue Licht gestreut (einmal, oder noch viel öfter). Das rote Licht kommt aber ganz unbeeindruckt von vorne durch, während des blaue Licht aus allen möglichen Richtungen kommt.

  2. #3 rolak
    20. Mai 2015

    Farbtemperatur höher (..) als die Oberflächentemperatur der Sonne. Wie geht das?

    Per Definition, LasurCyan ;-) Die einer Farbe zugeordnete Farbtemperatur ist die Temperatur, bei der ein ‘schwarzer Strahler’ ein Spektrum abgibt, das auf uns Menschen den Eindruck besagter Farbe hat. Bei blauem Himmel, blauer Stunde usw wird durch andere Effekte der reichhaltig vorhandene langwellige, rot-grüne Teil des 6000K-Sonnenspektrums abgefiltert – und diese rot-armen Spektren werden halt von SchwStrahlern deutlich höherer Temperatur generiert.
    (nette Animation)

  3. #4 LasurCyan
    20. Mai 2015

    und diese rot-armen Spektren werden halt von SchwStrahlern deutlich höherer Temperatur generiert.

    Jetzt geht mir ein Licht auf,

    https://scienceblogs.de/wasgeht/2015/05/20/der-klare-himmel-ist-ein-mieser-verraeter/#comment-529

    . Das wurde aber auch Zeit^^

  4. #5 LasurCyan
    20. Mai 2015

    Oops, ein Licht ging auf, nur war’s zu hell. Der Kommentar richtete sich an Dich, rolak.

  5. #6 bruno
    20. Mai 2015

    Er ist unvernünftiger weise Blau

    …ist das sowas wie ein running Gag? Die unvernünftige Waise? (so wie bei “how i met your mother” die “general knowledge-sache”) :)

    Bin nur neidisch, wieviel du schreibst!! :)
    (…unvernünftigerweise blau…= (Adjektiv+Suffix) + Adjektiv = Adverb + Adjektiv )
    (https://www.duden.de/rechtschreibung/_weise)
    …aber sind ja die “sci-blogs” – nicht die “sprech-blogs” :)

    …allerdings warte ich noch auf die versprochenen: Doppler-Radar und atombombengetriebene Raumschiffe…. Schubkarren kannte ich schon ;)

  6. #7 bruno
    20. Mai 2015

    oh, kaufe wieder 2 smileys zurück! (die voransicht…. schützt einen nicht…)

  7. #8 bruno
    20. Mai 2015

    …und da ich dich dort verlinke, kann ich dort auch hier verlinken:
    grob beim thema:
    “Lasersterne und adaptive Optik”

    • #9 wasgeht
      20. Mai 2015

      Danke!

      Ich habe es einfach nicht so mit Werbung für mich selbst und bin dankbar für jeder, der das an meiner Stelle tut. :)

  8. #10 bruno
    20. Mai 2015

    umpf … aber nur, wenns passt… (kaufe ein “jeden”…)

    Immer doch!
    :)

  9. #11 Luk
    21. Mai 2015

    @LasurCyan
    Die Blaue Stunde hat noch was mit dem Ozon zu tun. Sonst einfach mal bei der Wiki nachschlagen https://de.wikipedia.org/wiki/Blaue_Stunde die Streuung macht dann nur noch 1/3 des Blaus aus.

  10. #12 rolak
    21. Mai 2015

    nur noch 1/3

    Deswegen ließ ich mich auch nur zu dem fürchterlich unpräzisen “durch andere Effekte .. abgefiltert” hinreißen, Luk ;-)

  11. #13 LasurCyan
    21. Mai 2015

    Sonst einfach mal bei der Wiki nachschlagen

    Danke, Luk, das tat ich natürlich schon längst ;-)
    Mein entscheidener DenkFehler wurde auch schon von rolak eiskalt und präzise aufgespürt und sogleich aussortiert^^

  12. #14 tobalt
    22. Mai 2015

    Lasersterne+ao sind ja nichts was der amateur astronom zur Verfügung hat. Mit lichtstarken Teleskopen sollte man doch aber MillisekundenAufnahmen passabel vom seeing entfalten können und dann mitteln. Mit anderem kann man immerhin ein rundes scheibchen entfalten.