Warum ist der Himmel im Winter weiß?

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

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

Rayleigh-Strahlung: Auf die Länge kommt es an

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

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Schwärzer als jede Nacht: Der Himmel im Weltraum