Verformungen von Sonne/Mond

VERFORMUNGEN VON SONNE UND MOND
entstehen durch die BRECHUNG VON SONNEN-/MONDLICHT BEIM DURCHGANG DURCH ATMOSPHÄRISCHE SCHICHTEN ZUNEHMENDER OPTISCHER DICHTE

Die im Normalfall kontinuierliche Zunahme des Brechungsindex mit abnehmender Höhe über dem Horizont führt nicht nur dazu, dass uns Sonne und Mond stets etwas höher am Himmel erscheinen als an ihren wirklichen Positionen, sie bewirkt auch eine „Abplattung“ der beiden Himmelskörper, indem deren Unterränder stärker „gehoben“ werden als deren Oberränder. Auffällig ist dieser Effekt in Horizontnähe, wo aufgrund des schrägen Lichteinfalls in die Atmosphäre die Lichtbrechung am stärksten ausfällt. Ändert sich zudem noch die optische Dichte abrupt, so können Lichtbrechung und Totalreflexionen eigenartigste Verformungen von Sonne und Mond während Auf- und Untergang hervorbringen. Ein prominentes Beispiel dafür ist die sogenannte „Etruskische Vase“, welche auf den Effekt der unteren Luftspiegelung zurückzuführen ist. Diese wird in diesem Fall durch einen flachen bodennahen überadiabatischen Temperaturgradienten ermöglicht, wie er zum Beispiel im Herbst frühmorgens über Meeresflächen häufiger angetroffen wird.

 
GRÜNES LEUCHTEN
entsteht durch die BRECHUNG VON SONNENLICHT BEIM DURCHGANG DURCH ATMOSPHÄRISCHE SCHICHTEN ZUNEHMENDER OPTISCHER DICHTE

Man unterscheidet zwischen zwei Typen des Grünen Leuchtens, zum einen das Grüne Segment und zum anderen der Grüne Strahl. Beide sind auf die Wellenlängenabhängigkeit der Lichtbrechung zurückzuführen, wonach kurzwelliges Licht stärker gebrochen wird als langwelliges Licht. Dadurch wird das Sonnenlicht in der Atmosphäre, wenn auch nur minimalst, in seine Spektralfarben aufgespalten, indem die violetten, blauen und grünen Lichtanteile stärker „gehoben“ werden als die gelben, orangen und roten. Aber erst in Horizontnähe ist die Lichtbrechung auch stark genug, um diese Zerlegung in einzelne Farben erkennbar werden zu lassen. Dabei gelangt allerdings aufgrund der horizontbedingten Vielfachstreuung die violette Komponente nie und auch das blaue Licht nur in seltenen Ausnahmefällen bis zum Beobachter. Lediglich die grüne Färbung kann zumindest bei klarer Luft fallweise den langen Weg durch die Atmosphäre überwinden und zeigt sich entweder in einem vom Sonnenoberrand abgetrennten Segment bei starker Sonnenverformung („Grünes Segment“) oder kurzzeitig als letzter bzw. erster Lichtstrahl des Sonnenoberrandes beim Sonnenuntergang bzw. -aufgang („Grüner Strahl“).

Venustransit vor der Sonne
Verformungen von Sonne und Venus kurz nach Sonnenaufgang am Tag des Venustransits (Flughafen Tower Wien, 06.06.2012)

 

Andreas Pfoser, 6. Juni 2018

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