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untere Luftspiegelung | 27.02.2018
untere Luftspiegelung | 27.02.2018

michael
 

  Lichtbrechung an verschiedenen Luftschichten  


Verschieden dichte Luftschichten erzeugen bei gĂŒnstigen Bedingungen einige atmosphĂ€rische Beobachtungen. Die Bekannteste Form davon wird die Luftspiegelung sein, die sicherlich jeder schon einmal an heißen Tagen gesehen hat, in Form von weit entfernten "PfĂŒtzen" auf der Straße.



Am Meer hat man die Möglichkeit die Sonne zu beobachten, wie sie diese unteschiedlichen Luftschichten bei Auf- oder Untergang durchwandert. "Etruskische Vasen" (Omega Sonne), sich ablösende Segmente oder grĂŒne Blitze sind dann keine Seltenheit, vorrausgesetzt der Horizontblick ist gewĂ€hrleistet.


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Untere Luftspiegelung (14)





Gerade im Sommer gibt es Luftschichten mit extrem unterschiedlicher Temperatur. Eine stark aufgeheizte Straße und die darĂŒber kĂŒhlere Luftschicht sorgen fĂŒr eine Luftspiegelung nach unten, d.h. der Himmel spiegelt sich auf der Straße.
Ein einfallender Lichtstrahl auf der GrenzflĂ€che zwischen kĂŒhler und warmer Luft erfĂ€hrt eine Reflexion und wird gespiegelt. Dies kennen wir dann als "PfĂŒtze" vor uns.

Innerhalb der AtmosphĂ€re geschieht das Ă€hnlich wie mit dem Beispiel auf der Straße.
Das einfallende Sonnenlicht wird beim Eintritt in die AtmosphÀre gebrochen, da diese optisch dichter ist.
Das bedeutet, wenn wir die Sonne noch kurz ĂŒber dem Horizont sehen, ist sie bereits untergegangen, da der Lichtweg auf einer gekrĂŒmmten Bahn unser Auge erreicht.

Bei der "Etruskischen Vase" ist eine kĂŒhle Luftschicht ĂŒber der wĂ€rmeren WasseroberflĂ€che. Diese Grenzschicht sorgt bei Sonnenauf- oder Untergang fĂŒr eine Besonderheit; die Sonne bekommt fĂŒr kurze Zeit eine Art "Fuß".
Er entsteht auf die gleiche Weise wie die Luftspiegelung auf der Straße. Das einfallende Sonnenlicht wird an der Grenzschicht reflektiert und invertiert. Wir sehen dann unterhalb der Sonne das Spiegelbild der Sonnenunterseite.



Verformte Sonne oder Mond (14)





Bei Sonnenauf- bzw. Untergang kann es vorkommen, dass die Sonnenscheibe verzerrt oder plattgedrĂŒckt erscheint.
Verantwortlich dafĂŒr sind ebenfalls Luftschichten unterschiedlicher Dichte. Lichtwellen, ausgehend von der Sonne, oder auch vom Mond, werden unterschiedlich stark gekrĂŒmmt und sorgen fĂŒr dieses Aussehen.



Ablösendes Sonnen-oder Mondsegment (7)





WĂ€hrend Sonne oder Mond bei Auf- oder Untergang verschieden dichte Luftschichten durchwandern, lösen sich scheinbar Segmente von ihnen ab, bei der Sonne können diese Segmente oberhalb kurzzeitig grĂŒn aufleuchten, ehe sie sich auflösen. An der unteren Seite passiert dies in Rot.



GrĂŒner Strahl, grĂŒnes Segment und grĂŒner Saum (59)





Der grĂŒne Strahl

Der grĂŒne Strahl oder auch grĂŒner Blitz genannt, tritt am oberen Sonnenrand auf und ist dann zu beobachten, wenn die Sonne untergeht. Da die Lichtbrechung am Horizont am stĂ€rksten ist, wird der letzte sichtbare Teil des Sonnenrandes in seine Spektralfarben zerlegt.
Von der Sonne ausgehend ROT-GRÜN-BLAU.

Der rote Sonnenrand geht zuerst unter, sodass fĂŒr kurze Zeit nur noch der grĂŒne und blaue Rand ĂŒber dem Horizont steht. Da das blaue Licht jedoch am stĂ€rksten in der AtmosphĂ€re von LuftmolekĂŒlen abgelenkt wird, bleibt tatsĂ€chlich nur der grĂŒne Rand sichtbar.

Es bleibt ein Ă€ußerst seltenes Schauspiel, da viele Faktoren davon abhĂ€ngig sind um dieses PhĂ€nomen beobachten zu können. Zum einen ist das eine freie Horizontsicht (am Meer oder in den Bergen), zum anderen muss die Luft sehr klar und sauber sein. Bei idealen Bedingungen kann sogar der blaue oder violette Rand gesehen werden.



Das grĂŒne Segment

Das grĂŒne Segment ist Ă€hnlich dem grĂŒnen Strahl, allerdings kann es wĂ€hrend des Sonnenunterganges mehrfach beobachtet werden, wenn sich durch die unterschiedlichen Luftschichten Teile der Sonnenscheibe ablösen und sich in grĂŒn auflösen.



Der grĂŒne Saum

Der grĂŒne Saum ist eigentlich immer zu sehen und beruht auf Grundlage der Refraktion in HorizontnĂ€he. Da hier das einfallende Sonnenlicht einen lĂ€ngeren Weg benötigt, wird das Sonnenlicht in seine einzelnen Spektralfarben zerlegt, dabei wird das blaue Licht am stĂ€rksten gestreut und somit ist am obersten Rand ein grĂŒnlicher Saum zu erkennen, der mit sinkender Sonne breiter wird. Im Gegensatz dazu ist an der Sonnenunterseite ein roter Saum zu beobachten.



Roter Strahl (11)





Der rote Strahl entsteht auf die gleiche Weise wie der grĂŒne Strahl, nur eben an der Unterseite der Sonne. Sinkt diese gen Horizont und sind die Luftschichten unterschiedlich dicht, sieht man fĂŒr den Bruchteil von Sekunden ein rotes FlĂ€mmchen an einer der Schichten, ehe dieses wieder mit der Sonnenscheibe verschmilzt.



Lichtbrechung am Sonnenrand (2)





Wenn ein Flugzeug nahe am scheinbaren Sonnenrand vorbeifliegt, erzeugen die heißen Abgase der Triebwerke Lichtbrechungseffekte durch die unterschiedlich dichten Luftschichten in genau diesem Moment des Vorbei- oder Durchfluges.
Kleine Fackeln, die Protuberanzen oder Flares Ă€hneln, werden dann fĂŒr einen kurzen Moment sichtbar.





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