Direkt zum Inhalt

Lexikon der Optik: Himmelsstrahlung

Himmelsstrahlung, im weiteren Sinne die auf die Erdoberfläche fallende Partikel- und elektromagnetische Strahlung, die von der Erdatmosphäre beeinflußt oder erzeugt wird. zur H. gehören die von der Erdatmosphäre ausgelöste Sekundärstrahlung der kosmischen Partikelstrahlung (Hyperonen, Pionen, Müonen), das an den Luftmolekülen und an größeren Teilchen gestreute Sonnen-, Mond- und Sternenlicht, die infrarote Gegenstrahlung, welche von absorbierenden atmosphärischen Gasen und Dämpfen ausgesandt wird, und mehrfach reflektierte Strahlung, etwa vom Erdboden oder von Wolken. Im engeren Sinne wird unter H. deren sichtbarer bzw. im Wellenlängengebiet von etwa 0,3 bis 1,4 μm liegender Anteil, ohne die direkte Sonnenstrahlung, verstanden. Die spektralen Grenzen werden durch die Ozonabsorption im UV und durch die Wasserdampfabsorption im IR bestimmt. Am Tage und in der Dämmerung besteht die kurzwellige H. fast ausschließlich aus gestreutem bzw. vielfach reflektiertem Sonnenlicht. Sie enthält deshalb in ihrem Spektrum alle solaren und terrestrischen Absorptionslinien, jedoch ist ihre spektrale Gesamtverteilung an dunstarmen Tagen gegenüber der Spektralverteilung des Sonnenlichtes nach kürzeren Wellenlängen hin verschoben. Eine Erklärung für diese Blauverschiebung liefert die Theorie der Lichtstreuung an kleinen Teilchen bzw. an Dichteschwankungen der Teilchen (Rayleigh-Streuung). Für absorptionsfreie, kugelförmige Streuzentren mit Durchmessern, die sehr viel kleiner sind als die Wellenlänge, ist nach Lord Rayleigh die Streuintensität umgekehrt proportional zur 4. Potenz der Wellenlänge. Das bedeutet, daß z.B. rotes Licht zehnmal geringer gestreut wird als blaues. Die Lichtstreuung an großen Teilchen kann nach der Theorie der Mie-Streuung berechnet werden. In diesem Falle ist die Wellenlängenabhängigkeit, z.B. bei Nebel, weitaus geringer. Die H. ist ein Gemisch von linear und nicht polarisiertem Licht. Im Sonnenvertikal, ungefähr 90° von der Sonne entfernt, erreichen Polarisationsgrad und Farbsättigung Maximalwerte, die Intensität das Minimum. Im Sonnenvertikal etwa 15° über und unter der Sonne sowie etwa 20° über dem Sonnengegenpunkt liegen neutrale Stellen der Himmelslichtpolarisation, die nach A. Babinet, D. Brewster und D.F. Arago benannt sind. Ein Beispiel für die spektralen Verteilungen des Himmelslichtes unter fast idealen Bedingungen für Rayleigh-Streuung zeigt die Abbildung. Im Hochgebirge sind die ultravioletten Spektralgebiete der H. stark angehoben, wohingegen die Messungen in der Tiefebene in der Nähe von Großstädten und Industriegebieten, besonders für Meßpunkte in Horizontnähe, spektrale Verteilungen liefern, die denen der Sonnenstrahlung ähnlich sind, mit einer Anhebung der Streustrahlung im nahen IR.



Himmelsstrahlung: Spektrale Intensitätsverteilung Iλ des Zenithimmelslichtes, aufgenommen in Musallah (2925 m), Bulgarien; Sonnenhöhe 26,5° (Iλ in relativen Einheiten).

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


Partnerinhalte