{"id":3045,"date":"2017-12-23T17:14:11","date_gmt":"2017-12-23T16:14:11","guid":{"rendered":"http:\/\/horstth.de\/?p=3045"},"modified":"2021-04-18T13:05:34","modified_gmt":"2021-04-18T11:05:34","slug":"erdschatten","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/horstth.de\/?p=3045","title":{"rendered":"Erdschatten"},"content":{"rendered":"

\"CIMG7645_M\"<\/a>Klares Wetter und ein wolkenloser Himmel sind gute Voraussetzungen, in der Abendd\u00e4mmerung den \u201eErdschatten\u201c zu sehen. Das Foto wurde kurz nach Sonnenuntergang in Barstow CA<\/i>, USA<\/i> (Mojave-W\u00fcste) aufgenommen \u2013 Blickrichtung Osten<\/i>. Der Erdschatten ist das violett-blau-graue Band \u00fcber dem Horizont, sein oberer, rosarot gef\u00e4rbter Rand der Widerschein des rot gef\u00e4rbten Himmels in der Umgebung der im Westen<\/i> untergegangenen Sonne. Dieser r\u00f6tliche Gegend\u00e4mmerungsstreifen wird auch \u201eG\u00fcrtel der Venus\u201c genannt1<\/sup>. Es gibt bessere Fotos dieser Art, den Wettbewerb um das sch\u00f6nste \u00fcberlasse ich anderen. Hier geht es um die Physik dieser Himmelserscheinung \u2013 um neuere Messungen, die der bisherigen Lehrmeinung m\u00f6glicherweise widersprechen2<\/sup>.<\/p>\n

Die zurzeit allgemein vertretene Theorie des Erdschattens entnimmt man beispielsweise einem Artikel von C. Stick3<\/sup>. Hier eine kurze Zusammenfassung: Der \u201eErdschatten\u201c ist nicht, wie das Wort vermuten l\u00e4sst, der geometrische Schatten der Erdkugel, sondern der Schatten der dar\u00fcber liegenden Atmosph\u00e4re \u2013 genau genommen, der Ozonschicht in der unteren Stratosph\u00e4re. Ozon absorbiert nicht nur UV-<\/i>Licht, sondern auch sichtbares Licht in einem mittleren Bereich von Farben, mit einem Maximum im roten und gelben Teil des Spektrums. Verantwortlich daf\u00fcr sind breite, nach Chappuis benannte Absorptionsbanden4<\/sup>. Die Absorption im sichtbaren Spektralbereich ist schwach und macht sich am Tage nicht bemerkbar. Wenn die Sonne jedoch gerade untergegangen ist, treten ihre Strahlen streifend in die Atmosph\u00e4re ein und legen in ihr einen langen Weg zur\u00fcck. Der reicht aus, um einen gro\u00dfen Anteil des rot-gelben Lichts zu absorbieren und damit vorwiegend blaues Licht hindurch zu lassen. Es wird, wie auch das rote Licht der gerade untergegangenen Sonne, in unser Auge zur\u00fcckgestreut. F\u00fcr die R\u00fcckstreuung sorgen Aerosoltropfen, die im unteren Teil der Atmosph\u00e4re auch bei geringer Luftfeuchtigkeit in ausreichender Zahl vorhanden sind. Die Aerosoltropfen sind in etwa gleich gro\u00df oder gr\u00f6\u00dfer als die Wellenl\u00e4nge des Lichts und ver\u00e4ndern die Farbe des gestreuten Lichts nicht (Mie-Streuung). Sie wirken wie eine Projektionsleinwand5<\/sup>, auf der wir das Himmelsgeschehen verfolgen.<\/p>\n

Die Chappuis-Absorption ist im \u00dcbrigen auch der Grund f\u00fcr die tiefblaue Farbe des D\u00e4mmerungshimmels, die man noch lange nach Sonnenuntergang beobachtet (\u201eBlaue Stunde\u201c). Sie unterscheidet sich vom Blau des (wolkenlosen) Himmels, das man tags\u00fcber wahrnimmt. Dieses entsteht durch Rayleigh-Streuung an den Luftmolek\u00fclen der Atmosph\u00e4re.<\/p>\n

Soweit die bisher g\u00e4ngige Erkl\u00e4rung des „Erdschattens.“ F\u00fcr mein bescheidenes Verst\u00e4ndnis von atmosph\u00e4rischer Optik erscheint sie plausibel. Deshalb meine \u00dcberraschung, dass sie aufgrund neuerer Messungen nicht mehr haltbar sein soll. Gemeint sind Messungen von Lee2<\/sup>, nach denen die Strahlung aus den Bereichen des Erdschattens, des Venus-G\u00fcrtels und des Himmels dr\u00fcber (noch h\u00f6here Elevation) dieselbe spektrale Verteilung hat. Lee beschreibt auch Rechnungen dazu, die eine „vorl\u00e4ufige Erkl\u00e4rung“ f\u00fcr die unterschiedliche Farbwahrnehmung ergeben6<\/sup>.<\/p>\n

 <\/p>\n

Anmerkungen<\/p>\n

1<\/sup>\u00a0\u00a0 Engl. antitwilight arch<\/i> (Gegend\u00e4mmerungsstreifen) und belt of Venus<\/i>.
\n2<\/sup>\u00a0\u00a0 Raymond L. Lee: Measuring and modeling twilight\u2019s Belt of Venus, Applied Optics 54<\/span>, B194-B203 (2015), https:\/\/doi.org\/10.1364\/AO.54.00B194<\/a>
\n3<\/sup>\u00a0\u00a0 C. Stick, Der Erdschatten, die Morgen- und Abendr\u00f6te und der gr\u00fcne Strahl (2011),
\nwww.uni-kiel.de\/med-klimatologie\/pdftexte\/Erdschatten.pdf<\/a>
\n4<\/sup> \u00a0 Abbildung 3 in C. Stick, Erdschatten \u20263<\/sup>)
\n5<\/sup>\u00a0\u00a0 eine m. E. sehr anschauliche Beschreibung der Aerosolfunktion, aus C. Stick, Erdschatten \u20263<\/sup>)
\n6<\/sup>\u00a0\u00a0 Raymond L. Lee: „A second-order scattering model that includes extinction by aerosols and ozone provides some preliminary radiative transfer explanations of these twilight features\u2019 color and brightness“, a.a.O.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Klares Wetter und ein wolkenloser Himmel sind gute Voraussetzungen, in der Abendd\u00e4mmerung den \u201eErdschatten\u201c zu sehen. Das Foto wurde kurz nach Sonnenuntergang in Barstow CA, USA (Mojave-W\u00fcste) aufgenommen \u2013 Blickrichtung Osten. Der Erdschatten ist das violett-blau-graue Band \u00fcber dem Horizont, sein oberer, rosarot gef\u00e4rbter Rand der Widerschein des rot gef\u00e4rbten Himmels in der Umgebung der im Westen untergegangenen Sonne. Dieser…<\/p>\n

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