Optik [2]

Optik, meteorologische, umfaßt die Lichterscheinungen, welche beim Eintreten eines Lichtstromes von außen in die Atmosphäre auftreten [1].

Der Himmel, der Gesamteindruck des von außen eindringenden Lichtes auf das menschliche Auge, erscheint als ein gedrücktes Gewölbe. Der Grad des Gedrücktseins läßt sich bestimmen, indem man mit freiem Auge den Bogen Zenit-Horizont halbiert und den Winkel zwischen dem Halbierungspunkt und dem Horizonte dann genau mißt. Man erhält für diesen Winkel Werte von 22–23° [2]. – Die Erscheinungen der meteorologischen Optik kann man in zwei Gruppen zerlegen, indem die einen den gasförmigen Bestandteilen der Luft ihre Existenz verdanken, während die anderen durch die nicht stets vorhandenen trübenden Beimengungen verursacht werden. Zu den ersteren gehört die normale atmosphärische Strahlenbrechung (astronomische und terrestrische Refraktion, Depression des Horizontes, Kimm), die durch die normale allmähliche Dichtigkeitsabnahme der Luft vom Erdboden nach oben bedingt wird. Bei größeren Unstetigkeiten in der Dichte aufeinanderfolgender nahe horizontaler Luftschichten können Luftspiegelungen (Hebungen und Senkungen des Horizontes, Spiegelungen nach oben oder nach unten, Wüstengesicht, Fata morgana) entstehen. Ferner gehören hierher die Erscheinungen der Scintillation, für welche ganz unregelmäßige Schwankungen in der Dichte einander benachbarter kleinerer Luftvolumina als Ursache anzusehen sind (Funkeln der Sterne, Zittern über sonnenbestrahlten Flächen oder über Schornsteinen u.s.w.), und schließlich auch die blaue Farbe des unbewölkten Himmels, die durch die Beugung des Lichtes an den Luftmolekeln erzeugt wird, indem die kurzwelligen blauen Strahlen stärker zerstreut werden.

Als Ursachen der Erscheinungen der zweiten Art kommen Staub, Wassertröpschen und Eiskristalle in Betracht. Eine zweckmäßigere Einteilung der Phänomene erhält man aber durch die Berücksichtigung des optischen Vorganges, dem sie ihre Entstehung verdanken, indem man als Einteilungsprinzip die Mitwirkung der Beugung verwendet. Man hat dann 1. Erscheinungen, die nur durch Brechung und Reflexion hervorgebracht werden: Haloerscheinungen (s. Halo- und Kranzerscheinungen S. 362). 2. Erscheinungen, welche nur durch Beugung erzeugt werden: farbige Kränze. 3. Erscheinungen, die unter Mitwirkung der Brechung und Reflexion durch eigenartige Beugung entstehen: Regenbogen. – Auf die gleichen Ursachen sind ferner die Dämmerungserscheinungen zurückzuführen [3], bei denen die Extinktion des Lichtes in der Atmosphäre, die nicht für alle Spektralfarben die gleiche ist, sich mit Reflexions- und Beugungsvorgängen vereinigt, um die prächtigsten Farbenspiele zu erzeugen. – Schließlich ist auf den wechselnden Polarisationszustand des diffusen Himmelslichtes hinzuweisen, das von den verschiedenen Teilen des Himmels zerstreut wird.

Literatur: [1] J.M. Pernter, Meteorologische Optik, Wien und Leipzig 1910. – [2] Reimann, Programm d. Kgl. Gymn. zu Hirschberg 1890. – [3] Kießling, Untersuchungen über Dämmerungserscheinungen, Hamburg und Leipzig 1888. – Bezold, Pogg. Ann. 123, 240; 1864. – Viele Einzelerscheinungen sind in den Bänden der Meteorol. Zeitschr., Braunschweig, beschrieben.

R. Ambronn.