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Weißer Winterhimmel über Sylt

Warum ist der Himmel im Winter weiß?

Im Winter scheint der Himmel viel weißer zu sein als im Sommer. Doch: Ist das wirklich so? Hier erfährst du, warum der Himmel in so vielen verschiedenen Farben leuchten kann. Im Clip erfährst du, warum der Himmel blau ist
Warum ist der Himmel im Winter weiß?
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Das Wichtigste zum Thema weißer Himmel

  • Winter-Effekt? Wenn die Luft vor Kälte klirrt, scheint der Himmel manchmal weiß zu leuchten - und nicht tiefblau wie im Sommer.

  • Nicht täuschen lassen: Viele Lichteffekte des Himmels haben eine physikalische Erklärung - aber nicht alle. So wie der tief stehende große Mond nicht wirklich größer ist als sonst, sind auch die Farben des Himmels häufig nur das Ergebnis einer subjektiven Wahrnehmung.

  • Echte Physik: Der blaue Himmel und das Abendrot lassen sich wissenschaftlich erklären - und dazu auch noch recht einfach.

  • Verantwortlich ist eine verborgene Eigenschaft des Sonnenlichts: Es scheint zwar weiß zu strahlen, besteht aber aus einer Mischung aus elektromagnetischen Wellen. Diese werden etwa bei einem Regenbogen für uns sichtbar.

Ein bunter Strauß Farben: Erst die Mischung macht Licht weiß

Aufspaltung des Lichts mit einem Prisma


Dass weißes Licht aus vielen verschiedenen Farben (Wellenlängen) besteht, lässt sich gut mit einem Prisma beobachten. Wenn du einen weißen Lichtstrahl durch ein dreieckförmiges Glas schickst, spaltet er sich auf und kommt auf der anderen Seite in verschiedenen Farben wieder heraus. Die Band "Pink Floyd" fand den Effekt so faszinierend, dass sie ihn als Motiv für ihr berühmtes Album „The Dark Side of the Moon" wählten.
© Lucas Vieira

Winter und Sommerhimmel auf Sylt

4 Himmel über dem Strand von Sylt: Ob er blau oder weiß erscheint, hängt nicht von der Jahreszeit ab, sondern vor allem vom Wassergehalt in der Luft.

Ist der Himmel im Winter weißer als im Sommer?

  • ☃️

    Der Himmel ist im Winter nicht grundsätzlich weißer als im Sommer. Es gibt auch im Winter blaue Himmel (und im Sommer weiße).

  • 💧

    Es gibt aber Phänomene, die dazu führen, dass manche Tage auch bei scheinbar wolkenlosem Wetter "weißer" wirken als andere. Das hängt vor allem davon ab, wie viele Wassertröpfchen sich in der Luft befinden - wie diesig es also ist.

  • 🌫️

    Da Herbst und Winter feuchter sind als der Sommer, entsteht vermehrt Hochnebel. Dabei färbt die Lichtstreuung an den fein verteilten Wassertröpfchen laut Expert:innen des Deutschen Wetterdiensts (DWD) den Himmel weiß. Da die Sonne in den kalten Jahreszeiten länger benötigt, um Hochnebel aufzulösen, ist der Effekt tagsüber länger zu beobachten.

  • 🚬

    Den gleichen Effekt bewirken Aerosole. Das sind winzige Teilchen in der Luft, häufig Staub und Ruß. Da im Winter mehr geheizt wird, steigt auch die Konzentration von Aerosolen an - und lässt den Himmel weißer erscheinen, so die DWD-Meteorolog:innen.

  • 🖼️

    Auch ein Winterhimmel ohne Wolken und Nebel scheint tendenziell weißer. Auf dem Weg durch die Erdatmosphäre wird der blaue Anteil in den Sonnenstrahlen in alle Richtungen gestreut. Normalerweise lässt das den Himmel über dir blau scheinen (siehe unten). Da die Sonne im Winter tiefer steht, ist der Weg durch die Atmosphäre länger. Die blauen Wellenlängen werden dabei so stark seitlich herausgestreut, dass sie kaum noch dein Auge erreichen.

  • ↪️

    Einen ähnlichen Effekt beobachtest du auch in der Nähe des Horizonts, der heller scheint als der Rest des Himmels. Ursache: Das Sonnenlicht aus der Richtung des Horizonts ist bereits so häufig an den Molekülen in der Luft gestreut worden, dass im Ergebnis die Mischung der Strahlen (fast) ein Weiß ergibt. Der Effekt gilt allerdings für den Winter wie den Sommer.

  • ❄️

    Liegt viel Schnee, wird ein Teil des Sonnenlichts im Winter in die Atmosphäre reflektiert. Die Mischung der verschiedenen Wellenlängen ergibt im Resultat ein deutlich weißeres Licht als ohne diese Reflexion.

Warum ist der Himmel blau?

  • 🌈

    Sonnenlicht besteht aus einer ganzen Bandbreite von Wellenlängen (siehe Wellenspektrum). Das sichtbare Lichtspektrum reicht von Rot bis Blau. Zusammen genommen ist es weiß.

  • ⚛️

    Trifft dieses Bündel aus verschiedenen Wellenlängen auf die Erdatmosphäre, wird ein Teil davon an den Teilchen der Luft abgelenkt ("gebeugt") - vor allem an den Sauerstoff- und Stickstoff-Molekülen, aber auch Wassertröpfchen und kleinsten Staubteilchen.

  • 🔆

    Dabei wird die blaue Strahlung viel mehr in alle möglichen Richtungen gestreut als die rötliche (siehe Bild "Rayleigh-Streuung").

  • 🟦

    Dieser Streueffekt lässt die Atmosphäre ("Himmel") blau aufleuchten - ganz egal, aus welcher Richtung du auf ihn schaust. Die Luft selbst wird quasi zum "Träger" der Farbe (in Wirklichkeit fällt blau reflektiertes Licht ins Auge).

Der Flugzeug-Effekt

Sonne über den Wolken

Der Weg von Sonnenlicht durch die Lufthülle ist mittags nur relativ kurz - die Grenze zum Weltraum liegt bei gerade einmal 100 Kilometern. Da die Luft daher nur wenig blaue Wellenlängen herausgefiltern kann, scheint die Sonne auf der Erde gelb. Je höher, desto kleiner wird der Filter-Effekt. Für Flugzeugpassagiere in 10 Kilometer Höhe scheint sie daher ein wenig weißer als für Beobachter auf dem Erdboden.

Rayleigh-Strahlung: Auf die Länge kommt es an

Erklärung der Rayleigh-Strahlung - warum ist der Himmel blau

Wie stark Licht gestreut wird, hängt von einem kuriosen Effekt ab, benannt nach seinem Entdecker Baron Rayleigh. Wenn Strahlung auf ein Teilchen trifft, das viel kleiner ist als ihre Wellenlänge, wird sie besonders stark abgelenkt. Für das Sonnenlicht bedeutet das, dass blaue Strahlen daher etwa 4-mal stärker an den Luftteilchen der Atmosphäre gestreut werden als die langwelligere rote Strahlung.

Warum ist der Sonnenuntergang rot?

  • 🚂

    Der Sunset-Knackpunkt: Abends muss das Licht einen 40-mal längeren Weg durch die Atmosphäre nehmen als mittags, wenn die Sonne im Idealfall genau über der Erdoberfläche (im Zenit) steht.

  • 🚦

    Das blaue Licht wird zwar wie tagsüber auch gestreut. Aber der Himmel leuchtet nicht mehr blau, da das blaue Licht beim langen Durchqueren der Atmosphäre quasi komplett aus dem Sonnenlicht herausgefiltert wird.

  • 🌍

    Hinzu kommt: Ein Teil der blauen Wellenlängen wird vom Ozon (O3) in den oberen Luftschichten und Wassermolekülen absorbiert - also quasi geschluckt.

  • 🏖️

    Was uns am Ende bei einem Sonnenuntergang am Strand erreicht, sind fast ausschließlich das langwellige rote Licht, das es noch durch die Atmosphäre geschafft hat.

  • 🌆

    Aus diesem Grund bekommst du abends auch keinen Sonnenbrand mehr: Die Sonnenstrahlung ist nicht nur schwächer, sondern enthält auch keine kurzwellige UV-Strahlung mehr.

Die irdische Lufthülle - ein gigantischer Strahlenfilter

Schleswig-Holstein, Klanxbüll: Die Insel Sylt ist bei Sonnenuntergang vom Hindenburgdamm aus zu sehen

Bei einem Sonnenuntergang wie hier in Schleswig-Holstein sehen wir vor allem die rote Strahlung des Sonnenlichts. Der blaue Anteil ist auf dem abendlichen Weg durch die Atmosphäre herausgefiltert worden.

Besonders schönes Rot in verschmutzter Luft

Industrie-Kulisse vor Sonnenuntergang

Dramatisch rot färbt sich der Himmel häufig dann, wenn zusätzlich noch andere Teilchen durch die Luft fliegen - Asche eines Vulkanausbruchs etwa, Staub von Sandstürmen, Rauch aus Waldbränden – und leider auch Feinstaub aus Luftverschmutzung

Schwärzer als jede Nacht: Der Himmel im Weltraum

Aufgang der Erde

Auf dem Mond ist der Himmel schwarz - ganz egal ob die Erde aufgeht. Denn das Weltall leuchtet natürlich nicht blau - auch wenn der Mond auf der Erde tagsüber blau eingebettet scheint. Da das Vakuum so gut wie keine Teilchen enthält, gibt es nichts, was farbige Wellenlängen reflektieren und somit farbig leuchten könnte. Der Weltraum selbst ist transparent. Nur die Sterne und andere Himmelskörper leuchten - je nach Eigenschaft in verschiedenen Farben.

Veröffentlicht: 20.12.2021 / Autor: Peter Schneider