Wo Licht ist, ist auch Schatten. Im Fall der Meteorologie ist die Redewendung durchaus wörtlich zu nehmen. Dieser Beitrag befasst sich nicht mit den allgemein bekannten Schattenwürfen am Boden. Er widmet sich vielmehr den verschiedenen Arten von Schattenwürfen in der Atmosphäre.
Zum Einstieg zunächst ein kurzer, aber einfach verständlicher Ausflug in die Physik. Damit es in der Atmosphäre zu Schattenwürfen kommt, müssen kleine Wassertröpfchen oder andere in der Luft schwebende Teilchen (Aerosole) vorhanden sein. Trifft das Sonnenlicht auf diese Partikel, wird es in alle Richtungen gestreut. Aufgrund der Grösse der Teilchen wird das Licht vor allem in Vorwärtsrichtung gestreut, und es entstehen sehr helle Bereiche.
Ein einfaches Beispiel für Vorwärtsstreuung ist eine schmutzige Fensterscheibe (beispielsweise am Auto oder am Haus), durch die Scheinwerferlicht oder direktes Sonnenlicht fällt. Aufgrund der Vorwärtsstreuung an den Schmutzteilchen wird die Blendwirkung massiv verstärkt.
Doch zurück zur Atmosphäre. Wenn nun ein Hindernis (Wolken, Bäume, Gebäude) die Sonnenstrahlen blockiert, kommt es in diesem Bereich zu einer Abschattung und es entsteht eine dunklere Zone.
Weitere Details zum Thema Lichtstreuung, und warum diese auch für den blauen Himmel verantwortlich ist, finden Sie im Wetterlexikon [interner Link: Die Farbe des Himmels]. Genug der Theorie, wir schauen uns nun Bilder an.
Schattenstrahlen treten häufig bei tief stehender Sonne auf. Im Bild unten wird die Strahlung von der Sonne durch Bäume und den Berg teilweise abgeschattet. An den vorhandenen Aerosolen in der Atmosphäre wird das übrig gebliebene Sonnenlicht gestreut, und es bilden sich helle Zonen.
Die Auffächerung der Strahlen ist eine optische Täuschung, ähnlich wie Eisenbahnschienen, die in der Ferne zusammenzulaufen scheinen. In Wirklichkeit verlaufen die Strahlen parallel. Wir kommen später noch einmal darauf zurück.
An manchen Tagen sind zur Zeit des Sonnenauf- oder -untergangs Schattenstrahlen am Himmel zu sehen. Diese werden häufig von weiter entfernt stehenden Quell- oder Gewitterwolken ausgelöst.
Meistens sind diese in Richtung der Sonne zu sehen, dann werden sie als Dämmerungsstrahlen bezeichnet. Manchmal ziehen sie sich über den ganzen Himmel und laufen im Sonnengegenpunkt scheinbar wieder zusammen. In diesem eher seltenen Fall spricht man von Gegendämmerungsstrahlen. Am 11. August 2023 zeigte sich ein solches Schauspiel kurz nach Sonnenuntergang am Himmel:
Auf dem Satellitenbild konnte der Auslöser dieser Schattenstrahlen einfach identifiziert werden. Es handelte sich um Gewitterwolken über Ostfrankreich. Der Schattenwurf zeichnete sich sogar auf den Satellitenbildern ab. Nebenbei können wir mit Hilfe des Satellitenbilds somit auch «beweisen», dass die Schattenstrahlen in Wirklichkeit parallel verlaufen.
Auch am Nebelrand können eindrückliche Schattenstrahlen entstehen. Wir lassen ein paar Bilder sprechen.
Zuletzt noch zu einem etwas anderen Schatten. Nach Sonnenuntergang fällt an klaren Tagen beim Blick nach Osten häufig ein dunkler Streifen am Horizont auf. Dieser wandert langsam höher und verblasst schliesslich. Dabei handelt es sich um den Schatten der Erde, der an den Himmel projiziert wird. Die helle Zone über dem dunklen Streifen wird noch von der Sonne beleuchtet und das rötliche Licht an Aerosolen gestreut. Dasselbe Phänomen ist auch kurz vor Sonnenaufgang am Westhimmel zu beobachten.