Warum ist der Himmel blau?

Strahlend blau ist ein Himmel nur dann, wenn die Luft möglichst arm an Staub und Abgasen ist.Quelle: © Pakhnyushchy, Shutterstock

Blau wirkt unser Himmel deshalb, weil die Erde von einer Lufthülle, der sogenannten Atmosphäre umgeben ist. Die Atmosphäre besteht aus einem Gasgemisch und zwar zum Großteil aus Stickstoff, gefolgt von Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und anderen Gasen in geringen Mengen. In Form von kleinsten Teilchen, so genannten Molekülen, bilden diese Gase unsere Lufthülle. Auf Himmelskörpern, die keine Atmosphäre haben, etwa auf dem Mond, ist auch am Tag der Himmel schwarz.

Licht ist elektromagnetische Strahlung

Um den Himmel für uns blau wirken zu lassen, fehlt jetzt noch die Einstrahlung des Sonnenlichts, das in Form von elektromagnetischen Wellen zu uns gelangt. Das, was wir als sichtbares Licht wahrnehmen, ist ein kleiner Ausschnitt aus dem elektromagnetischen Spektrum. Blaues Licht hat eine kurze Wellenlänge als grün und rot. Man kann sich auch vorstellen, dass sich blaues Licht mit vielen kleinen, schnellen Trippelschritten bewegt, grün macht schon etwas größere Schritte und rotes Licht schließlich bewegt sich mit weit ausholenden Schritten fort. Nun trifft der weiß erscheinende, zusammengesetzte Lichtstrahl der Sonne auf die Erde. Während also nun das eilig trippelnde Blau auf seinem Weg sehr häufig mit den Molekülen der Atmosphäre zusammenstößt, kommt das rote Licht in gewisser Weise viel besser voran, weil es große Schritte macht.

Zusammenstöße am Himmel

Man spricht man auch davon, dass die blauen Anteile des Sonnenlichts besonders stark gestreut werden, eben wegen der vielen Zusammenstöße. Die roten Anteile hingegen stoßen viel weniger häufig mit Molekülen zusammen und können geradliniger vorankommen. Der Himmel ist also blau, weil der blaue Anteil des Sonnenlichts besonders stark gestreut wird.

Rayleigh-Streuung

Diesen Effekt nennt man Rayleigh-Streuung nach dem britischen Lord Rayleigh, der das Phänomen entdeckte. Die Rayleigh-Streuung beschreibt, wie sich elektromagnetische Wellen, also auch Licht, an Atomen oder Molekülen brechen.

Reine Luft – blauer Himmel

Besonders blau erscheint der Himmel, wenn die Luft ganz rein und frei von Staubteilchen ist. Denn das Sonnenlicht wird nicht nur an den Molekülen der Luft gebrochen, sondern auch an den in der Atmosphäre vorkommenden Schwebstoffen: Rauchgase aus Vulkanen, Abgase der Fabriken, Staub und Flugsand aus den Wüsten.

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