An einem sonnigen Tag ist der Himmel überall auf der Welt blau. Die Luft ist doch eigentlich durchsichtig, und das Licht der Sonne sieht weiß aus – woher kommt also das Blau? Die Antwort steckt im Licht selbst und in der Luft, durch die es hindurchreist.
Liegt es an der Spiegelung des Meeres?
Viele Menschen glauben, der Himmel sei blau, weil sich das Meer darin spiegelt. Das klingt logisch, stimmt aber nicht. Auch mitten in der Wüste, hunderte Kilometer vom nächsten Meer entfernt, ist der Himmel blau. Eher ist es umgekehrt: Das Meer wirkt unter anderem deshalb blau, weil sich der Himmel darin spiegelt. Die eigentliche Antwort liegt woanders.
Sonnenlicht besteht aus vielen Farben
Das Licht der Sonne sieht weiß aus, ist aber in Wahrheit eine Mischung aus vielen Farben – Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett. Man kennt das vom Regenbogen, wo das weiße Licht in seine Farben zerlegt wird. Jede Farbe ist dabei eine Welle: Rotes Licht hat lange, gemütliche Wellen, blaues Licht kurze, schnelle Wellen.
Warum sich blaues Licht über den Himmel verteilt
Die Luft besteht aus winzigen Teilchen, vor allem Stickstoff und Sauerstoff. Trifft Sonnenlicht auf diese Teilchen, werden die kurzen blauen Wellen viel stärker abgelenkt als die langen roten – etwa fünf- bis sechsmal so stark. Das blaue Licht wird dadurch kreuz und quer über den ganzen Himmel verteilt, während rotes und gelbes Licht fast geradeaus weiterfliegt. Schaut man nach oben, kommt aus jeder Richtung blaues Licht ins Auge – deshalb leuchtet der ganze Himmel blau. Fachleute nennen das Rayleigh-Streuung, nach dem Forscher Lord Rayleigh, der das Phänomen vor über hundertfünfzig Jahren erklärt hat.
Warum der Himmel nicht violett ist
Violettes Licht hat sogar noch kürzere Wellen und wird noch stärker verteilt. Dass der Himmel trotzdem nicht violett erscheint, hat drei Gründe: Erstens schickt die Sonne weniger violettes Licht zu uns, zweitens wird ein Teil davon schon hoch oben in der Luft geschluckt, und drittens sehen unsere Augen Blau viel besser als Violett. Zusammen ergibt das für uns ein klares Himmelblau.
Warum der Himmel zum Horizont hin heller wird
Direkt über einem ist der Himmel am blauesten, zum Horizont hin wird er heller, fast weißlich. Das liegt daran, dass das Licht vom Horizont einen viel längeren Weg durch die Luft zurücklegt. Unterwegs wird es so oft hin und her geworfen, dass sich alle Farben wieder mischen – und die Mischung aller Farben ist Weiß.
Warum der Abendhimmel rot leuchtet
Am Abend steht die Sonne tief, und ihr Licht muss einen sehr viel längeren Weg durch die Luft nehmen als mittags – knapp am Horizont fast vierzigmal so lang. Auf dieser langen Strecke wird fast das ganze blaue Licht zur Seite gelenkt, bevor es ankommt. Übrig bleiben Orange und Rot, deshalb leuchtet der Himmel beim Sonnenuntergang so warm. Nach großen Vulkanausbrüchen oder Waldbränden, wenn feine Teilchen hoch in der Luft schweben, werden Abendhimmel oft besonders rot.
Selbst ausprobieren
Das lässt sich zu Hause leicht nachstellen: ein Glas Wasser, ein paar Tropfen Milch und eine Taschenlampe genügen. Milch ins Wasser geben, umrühren, das Zimmer abdunkeln und von der Seite in das Glas leuchten – von der Seite betrachtet schimmert das Wasser leicht bläulich. Schaut man dagegen durch das Glas direkt in die Lampe, wirkt das Licht orange. Ein eigener kleiner Himmel im Glas, blauer Tag und Abendrot im Kleinen.
Kurz zusammengefasst
Sonnenlicht besteht aus allen Farben. Die winzigen Teilchen der Luft verteilen das blaue Licht am stärksten über den ganzen Himmel, darum sehen wir Blau. Große Tröpfchen verteilen dagegen alle Farben gleich, deshalb sind Wolken weiß und dicke Wolken grau. Und am Abend bleiben auf dem langen Weg durch die Luft nur Orange und Rot übrig.