Meteorologie

Koronen - farbige Kränze um Sonne und Mond, bunte irisierende Wolken und der Ring von Bishop

Corona, iridescent cloud, Ring of Bishop

(k.kaiser@eduhi.at)

Die Ursache für farbige Kränze um Sonne und Mond ist die Beugung des Lichtes an Wolkentröpfchen, Eiskristallen oder Pollenkörnern. Weißes Licht, eine Mischung aller Spektralfarben, wird am Rand eines Hindernisses gebeugt und in seine Farben aufgespalten: kurzwelliges Licht wird weniger abgelenkt als langwelliges - ein Kranz ist innen violett und außen rot. Die an einer riesigen Anzahl von Wassertröpfchen, Eiskristallen oder Pollenkörnern entstehenden Beugungsbilder überlagern und verstärken sich. Der Durchmesser der Kränze hängt von der Größe der die Beugung verursachenden Teilchen ab: kleine erzeugen größere Koronen und umgekehrt. Durch Ausmessen der Kränze lässt sich die Größe der verursachenden Teilchen berechnen. Bei irisierenden Wolken wird das Licht an unterschiedlich großen Wassertröpfchen gebeugt, und der Ring von Bishop entsteht durch Beugung des Lichtes an feinem Staub in der Atmosphäre. 

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Aureole

Nicht selten sehen wir um den Mond eine kreisförmige gelbe, außen rötlich umsäumte Fläche – die Aureole. Sie zeigt sich auch an der Sonne, wird hier aber aufgrund der großen Helligkeit unseres Tagesgestirns meist wenig auffallen. Die Aureole kann von mehreren Kränzen mit Violett innen und Rot außen umgeben sein. Sehr selten sind Beobachtungen von Aureolen um Planeten oder helle Sterne.

 

Aureole: Spiegelung im Tümpel. 
Schlägl, 28. April 2005. Foto: © Karl Kaiser  

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Koronen an Wassertröpfchen

Am häufigsten entstehen Koronen an Wassertröpfchen in Wolken und sind in Altostratus- und Altocumulusbewölkung am schönsten ausgebildet. Die zentrale Aureole ist von einem oder mehreren Kränzen umgeben.

 

Korona 

Schlägl, 1. Juni 2000. Foto: © Karl Kaiser  

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Selten sehen wir Koronen an Eiskristallen:

 

Korona und obere Lichtsäule

Schlägl (St. Wolfgang/Mitterreith), 25. Dezember 1998. Foto: © Karl Kaiser  

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Pollenkoronen

Anfang der Neunzigerjahre erkannten finnische Beobachter eine weitere Entstehungsmöglichkeit von Koronen: Pollenkörner von windblütigen Pflanzen erzeugen bei entsprechend hoher Konzentration in der Luft herrliche Farbringe um Sonne und Mond - Pollenkoronen. Da der verursachende Blütenstaub nicht immer kugelförmig ist, entstehen eigenartige Beugungsbilder mit Ovalen und "Lichtknoten". Die Form der Beugungsfiguren ist auch von der Höhe des Sonnenstandes abhängig. Eine gute Zeit für die Beobachtung und Fotografie der Pollenkoronen ist der Vorfrühling mit seiner Hasel- und etwas später Erlenblüte. Weitere Höhepunkte sind die Zeiten der Birken-, Föhren und in manchen Jahren der Fichtenblüte. Im Zentrum der Pollenkorona steht die strahlend helle Aureole.

 

Pollenkorona

Schlägl, 30. Mai 1996. Foto: © Karl Kaiser
Fichte in Vollblüte
Schlägl, 30. April 2000. Foto: © Karl Kaiser

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Irisierende Wolken

Bei gleicher Größe der Wassertröpfchen zeigen sich perfekt ausgebildete konzentrische Ringe um die Sonne, es sind Koronen sichtbar. Variiert aber die Tropfengröße innerhalb der Wolke, so entstehen keine geschlossenen reinfarbigen Ringe; die Kränze gehen in ein Irisieren der Wolke über:

 

Irisierende Wolke

Schlägl, 19. Juni 1996. Foto: © Karl Kaiser

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Ring von Bishop

Bei heftigen Vulkanausbrüchen und starken Wüstenstürmen gelangen feinste Ascheteilchen und kleinste Staubpartikel bis in hohe atmosphärische Schichten und werden über tausende von Kilometern verfrachtet. Um die Sonne lässt sich dann eine bläulichweiße Zone beobachten, die von einem rotbraunen Ring umgeben sein kann. Der Außenradius des Ringes liegt bei etwa 20°, sein innerer Rand bei 10°. In Mitteleuropa zeigt sich der Bishopsche Ring, wenn aus der Sahara feinster Staub durch subtropische Luftströmungen herantransportiert wird. Bezeichnend für Tage an denen der Ring von Bishop sichtbar ist, ist die sehr geringe Fernsicht. Die Landschaft erscheint wie in Dunst eingetaucht. Erstmals beschrieben wurde der Ring 1883 von Sereno Bishop in Hawai nach dem heftigen Ausbruch des Vulkans Krakatau. Saharastaub in der Luft führt aber nicht immer zur Ausbildung des Bishopschen Ringes. 

Auflistung von Tagen, an denen Saharastaub nach Österreich verfrachtet wurde (unvollständig):

3. April 1995, 14. Oktober 2001, 5./8.. Mai 2003, 21./22. Februar 2004, 20./21. Juni 2006, 6./7. September 2006, 29./30. Mai 2008, 10. September 2008, 3./4./5. November 2008, 2./3. April 2009

Bishopscher Ring
Schlägl, 14. Oktober 2001. Foto: © Karl Kaiser

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Für die Fotografie von Koronen, irisierenden Wolken, ... sind Sonnenabdeckung und Unterbelichtung erforderlich! Reihenaufnahmen mit unterschiedlichen Belichtungswerten führen zum gewünschten Ergebnis!

Literatur zum Thema:

Kaiser, K. (1996): Pollenkorona am 30. Mai 1996 in Oberösterreich, Mitt. Arb.kr. Meteore 21/8, p. 125 -126

     -        (1997): Pollenkorona im Vorfrühling am Fuß des österreichischen Böhmerwaldes, Mitt. Arb.kr. Meteore 22/5, p. 66 - 67)

     -        (1998): Farbige Kränze um die Sonne, Sterne und Weltraum 37/8-9, p. 781

Liljequist, G., Cehak K. (1984): Allgemeine Meteorologie, Friedr. Vieweg & Sohn Verlags-GmbH, Braunschweig

Meteorologischer Kalender 1995: Deutsche Meteorologische Gesellschaft e.V., Berlin (Steglitz)

Minnaert, M. (1992): Licht und Farbe in der Natur, Birkhäuser Verlag Basel-Boston-Berlin

Overbeck, F. (1975): Botanisch-geologische Moorkunde, Karl Wacholtz Verlag, Neumünster
Piikki, J. (1998): A New Kind of Corona, Sky & Telescope, July 1998, p. 106 - 110

Schlegel, K.(2001): Vom Regenbogen zum Polarlicht, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg-Berlin

Tränkle, E., Mielke, B. (1994): Simulation and Analysis of Pollen Coronas, Applied Optics, Vol 33, p. 4552 - 4562

 

Weiterführende Links:
Atmospheric Optics: Water Droplets 
Optics of the Atmosphere
Arbeitskreis Meteore e.V.

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