regenbogen

Bei wechselhaftem Wetter, wie wir es diesen Sommer immer wieder erleben, kann man ab und zu einen Regenbogen sehen. Er bringt Abwechslung und Farbe ins Wettergeschehen. Doch wie entsteht er eigentlich?

Das weiße Licht der Sonne beinhaltet alle Spektralfarben des für uns Menschen sichtbaren Lichts und darüber hinaus noch Strahlung im infraroten und ultravioletten Bereich. Diese Tatsache wird häufig im Physikunterricht demonstriert, indem ein Strahl weißen Lichts durch ein Prisma geschickt wird. Nach Durchlaufen des Prismas sind die Spektralfarben zu erkennen. Die Zerlegung des Lichts erfolgt beim Übergang eines Lichtstrahls in ein Medium anderer Dichte. Das Licht wird gebrochen, es ändert seine Strahlrichtung. Entscheidend ist dabei die Tatsache, dass die Lichtbrechung von der Wellenlänge abhängt. Das kurzwellige blaue Licht ändert seine Richtung stärker als das langwellige rote Licht.

Im Falle des Regenbogens übernehmen die annähernd kugelförmigen Wassertropfen des Regens die Rolle des Prismas. Wasser ist ein dichteres Medium als Luft. Beim Eintreten des Lichts in den Tropfen erfolgt die erste Lichtbrechung, anschließend wird das Licht an der Rückseite des Tropfens reflektiert und dann beim Wiederaustritt aus dem Tropfen erneut gebrochen. Beim Betrachten eines Regenbogens muss man die Sonne im Rücken haben. Ein Teil des Sonnenlichts, der auf Regentropfen trifft, wird zum Beobachter zurückgelenkt. Der Winkel, in dem das Licht zurückgeworfen wird, hängt von der Wellenlänge ab. Unsere Abbildung stellt eine Vereinfachung dar. Erst das Zusammenspiel sehr vieler Tropfen erzeugt den Regenbogen. Für jede Farbe, die der Beobachter wahrnimmt, sind Tropfen in einer anderen Position verantwortlich. Es ergeben sich die verschiedenfarbigen Bögen um den Punkt gegenüber der Sonne. Das Rot befindet sich beim Regenbogen außen und der Radius des roten Bogens beträgt 42 Grad. Kleiner ist der violette Bogen, er bringt es auf 40,2 Grad.

Aus der Größe eines Regenbogens ergibt sich die Tatsache, dass er nur zu sehen ist, solange die Sonne nicht höher als 42 Grad über dem Horizont steht. Eigentlich bildet ein Regenbogen einen vollständigen Kreis. Das kann man von erhöhten Standorten aus sehen, am besten aus dem Flugzeug.

Häufig sieht man neben dem Hauptregenbogen weiter außen noch einen schwächeren zweiten Bogen. Dieser Nebenregenbogen entsteht durch zwei Reflexionen innerhalb der Regentropfen. Der Radius des roten Bogens beträgt 51 Grad und der des blauen Bogens 54 Grad. Da der blaue Bogen in diesem Fall den größeren Radius besitzt, erscheinen die Farben des Nebenregenbogens in umgekehrter Reihenfolge, das Blau ist außen.

Regenbögen sind typisch für Schauerwetter. Nur dann tritt der Regen so eng begrenzt auf, dass gleichzeitiger Sonnenschein möglich ist. Schauer entwickeln sich vor allem in der zweiten Tageshälfte und ziehen häufig von West nach Ost. Deshalb sieht man die meisten Regenbögen am Nachmittag und Abend beim Abzug eines Schauers im Osten. Seltener sind sie am Vormittag. Dann erscheinen sie im Westen und in vielen Fällen folgt der eigentliche Regen erst danach. Mittags steht die Sonne von April bis September zu hoch. Die flache Wintersonne erzeugt zur Mittagszeit mitunter Regenbögen im Norden.

Freitag, 17. Juli 2020 Dr. Ingo Bertram

hr-Wetterredaktion

Sendung: "alle wetter!", hr-fernsehen, 17.07.2020 19:15 Uhr