Optische Phänomene im Nebel

Bei Wanderungen durch eine Nebelschicht ist es empfehlenswert, an der Nebelobergrenze auf optische Effekte zu achten. Um diese zu beobachten muss man meist wie bei einem Regenbogen mit dem Rücken zur Sonne stehen. Anbei eine Übersicht der häufigsten optischen Phänomene im Nebel:

• Glorie
• Brockengespenst
• Nebelbogen
• Schattenstrahlen

Glorie

Es handelt sich dabei um farbige Lichtbögen bzw. -kreise um den eigenen Schatten, dabei ist jeder Bogen ähnlich zu einem Regenbogen innen bläulich und außen rötlich. Im Kern umgibt eine runde, helle Fläche den Schatten des Beobachters. Die Bögen entstehen u.a. durch die Rückstreuung der Sonnenstrahlung in kleinen Wassertröpfchen (der Lichtstrahl breitet sich in der Tropfenoberfläche als Grenzflächenwelle aus und strahlt so auch in Rückwärtsrichtung Licht ab) und der anschließenden Beugung an  kleinen Wassertröpfchen. Durch Interferenz des gebeugten Lichtes entstehen schließlich die ringförmigen Strukturen.
Man kann diese optische Erscheinung vor allem am Nebelrand beobachten, wenn man mit dem Rücken zur Sonne steht und die Sonnenstrahlen von hinten auf die Wolken fallen. Das gleiche Phänomen kann man oft aber auch aus einem Flugzeug, beobachten, wenn man Wolken nach oben durchbricht. Eine ähnliche Lichterscheinung ist der sog. Heiligenschein, dessen Ursache Tautropfen etwa auf einer Wiese sind.

Brockengespenst

Die Glorie geht oft einher mit dem sogenannten Brockengespenst. Es handelt sich dabei um den Schatten des Beobachters, der in eine tiefer gelegene Nebelschicht projiziert wird. Im Gegensatz zum Schattenwurf auf festen Oberflächen erscheint der Schatten in die Tiefe projiziert und dadurch perspektivisch vergrößert. Insbesondere wenn man sich nahe an der Nebelschicht befindet, kann es dazu kommen, dass man sich über die Größe und die Bewegungen des eigenen Schattens erschrickt. Das Phänomen wurde erstmals auf dem Brocken von Johann Esaias Silberschlag im Jahre 1780 beobachtet und beschrieben.

Nebelbogen

Bei einem Nebelbogen handelt es sich um einen kreisförmigen, weiß leuchtenden Bogen, der ganz ähnlich zu einem Regenbogen entsteht. Er wird daher manchmal auch „weißer Regenbogen“ genannt. Neben der Brechung und Reflexion des Lichtes spielen dabei auch Beugungseffekte eine Rolle. Auch dieses Phänomen kann man beobachten, wenn man sich am Nebelrand mit dem Rücken zur Sonne befindet. Der Nebelbogen ist breiter als ein Regenbogen und schimmert außen gelblich und am Innenrand bläulich, dazwischen ist er weiß. Je kleiner die Tröpfchen sind, desto lichtschwächer erscheint er. Ab etwa 5 Mikrometern Tröpfchengröße wird das Licht so schwach, dass man es nicht mehr wahrnehmen kann.

Schattenstrahlen

Im Gegensatz zu den bisher beschrieben Phänomenen sieht man Schattenstrahlen, wenn man in Richtung Sonne blickt. Diese optische Erscheinung trägt viele Namen wie etwa Strahlenbüschel oder auch Nebelstrahlen (engl. allg. „crepuscular rays„). Meist kann man diese Strahlen beobachten, wenn man sich im Schatten von Bäumen befindet und in Richtung Sonne blickt. An den von der Sonne beschienen Bereichen wird das Licht an den kleinen Nebeltröpfchen gestreut und es entsteht ein scheinwerferähnlicher Effekt, als ob man die Sonnenstrahlen tatsächlich sehen könnte.