Der seltsame Fall der weißen Regenbogen: Warum sie entstehen und wie man dieses Phänomen beobachten kann

Der Himmel ist die Bühne für faszinierende Phänomene: Wolken, die wie Berge emporwachsen, Blitze, die die Nacht durchzucken, Sonnenuntergänge, die den Horizont in Flammen zu setzen scheinen. Manche sind so alltäglich, dass sie zum festen Bestandteil der Landschaft geworden sind. Andere hingegen treten nur selten in Erscheinung und nur dann, wenn ganz bestimmte Bedingungen zusammenkommen.

Zu dieser seltener auftretenden Gruppe gehören die sogenannten Nebelregenbogen: blasse, fast weiße Bögen, die zwar gewöhnlichen Regenbogen ähneln, hinter denen sich jedoch ganz andere physikalische Vorgänge verbergen.

Ein Nebelbogen ist eines jener Phänomene, bei denen die Atmosphäre ein bekanntes Muster wiederholt, aber eine wichtige Zutat verändert wird und das Ergebnis dadurch völlig anders ausfällt.

Ein Regenbogen, der zu verschwinden scheint

Im Gegensatz zum klassischen Regenbogen mit seiner klar abgegrenzten Farbreihenfolge ist der Nebelregenbogen blass. Manchmal erscheint er weiß, manchmal nur mit einem rötlichen Rand an der Außenseite und einem bläulichen Schimmer an der Innenseite. Er ist breiter und weniger scharf, als hätte jemand mit einem feuchten Pinsel über die Farben gestrichen.

Der Grund liegt nicht im Licht – das ist immer gleich – sondern in der Größe der in der Luft schwebenden Wassertropfen.

Ein traditioneller Regenbogen entsteht, wenn Sonnenlicht durch relativ große Regentropfen fällt. Beim Durchdringen wird das Licht beim Eintritt gebrochen, im Inneren des Tropfens reflektiert und beim Austritt erneut gebrochen.

Diese doppelte Richtungsänderung trennt die Farben voneinander, da jede Wellenlänge in einem anderen Winkel abgelenkt wird. Deshalb liegt Rot oben und Violett unten: Das ist kein Zufall, sondern reine Geometrie. Das Ergebnis ist ein klar definierter Bogen mit scharfen Kanten und intensiven Farben.

Wenn die Tropfen zu klein sind

Im Nebel sind die Tröpfchen viel, viel kleiner, fast mikroskopisch klein. Hier kommt der grundlegende Unterschied ins Spiel.

Das Licht wird weiterhin gebrochen, aber nun kommt die Beugung ins Spiel. Anstatt in genau definierten Richtungen auszutreten, breitet sich das Licht bei der Wechselwirkung mit diesen winzigen Tröpfchen über einen weiten Bereich aus.

Das Ergebnis? Die Farben sind nicht mehr klar voneinander getrennt. Da sie sich in verschiedene Richtungen „ausbreiten“, überlagern sie sich schließlich im selben Himmelsbereich. Mit anderen Worten: Sie sind verstreut, aber genau deshalb vermischen sie sich.

Deshalb verliert der Lichtbogen an Intensität und es kommt dieses dominante Weiß zum Vorschein, wobei die Farben nicht besonders verblasst sind.

Warum sind Regenbogen immer gebogen?

Es gibt noch ein weiteres Merkmal, das alle Regenbogen gemeinsam haben, unabhängig davon, ob sie Farben aufweisen oder nicht: ihre Form. Obwohl wir vom Boden aus einen Bogen sehen, handelt es sich in Wirklichkeit um einen vollständigen Kreis. Die untere Hälfte wird vom Horizont verdeckt. Aus einem Flugzeug lässt sich dieser Kreis in seiner Gesamtheit erkennen.

Die Form entsteht, weil das Licht in einem ganz bestimmten Winkel aus den Tröpfchen austritt, gemessen an der Richtung, die der Sonne entgegengesetzt ist, die über uns steht.

Bei einem klassischen Regenbogen beträgt dieser Winkel etwa 42°. Nur die Tröpfchen, die sich genau in dieser Position befinden, reflektieren das Licht in unsere Augen. Könnten wir dies darstellen, sähen wir einen Lichtkegel, dessen Scheitelpunkt der Betrachter bildet.

Bei Nebelbögen geschieht dasselbe, allerdings mit diffuseren Rändern, als wäre dieser Winkel ein breiterer und weniger präziser Bereich.

Und es gibt ein Detail, das oft überrascht: Jeder sieht seinen eigenen Regenbogen. Wenn wir uns bewegen, bewegt sich der Regenbogen mit uns. Es ist unmöglich, ihn zu erreichen, da er keinen festen Standort hat.

Ein schwer fassbares Phänomen

Nebelbogen sind zwar selten, aber keineswegs unmöglich. Um einen zu sehen, muss eine ziemlich genaue Kombination von Bedingungen gegeben sein: Nebel, tief stehende Sonne hinter dem Betrachter und ausreichende Sicht, um den Kontrast erkennen zu können.

Sie treten häufiger in Küstengebieten, Bergregionen oder an Orten auf, an denen häufig Nebel auftritt. Sie können sich sogar im Mondlicht bilden, sind dann jedoch äußerst schwach.

Weitere Lichtshows

Wenn sich die Bedingungen geringfügig ändern, bietet der Himmel Variationen desselben Phänomens.

• Doppelregenbogen: Manchmal erscheint über dem Hauptregenbogen ein zweiter, schwächerer Regenbogen. Er entsteht, wenn das Licht im Wassertropfen zweimal reflektiert wird, bevor es austritt. Durch diesen zusätzlichen Weg kehrt sich die Reihenfolge der Farben um.

• Zusatzbogen: Dabei handelt es sich um schmale Streifen, die mit dem Hauptbogen verbunden sind und weiche Farbtöne aufweisen. In diesem Fall tritt erneut Beugung auf, was zeigt, dass sich Licht auch wie eine Welle verhält.

All diese Bögen haben denselben Ursprung: Sonnenlicht und in der Luft schwebendes Wasser. Doch schon kleine Veränderungen – wie etwa die Größe der Tröpfchen – verändern das Ergebnis völlig.

Der Regenbogen im Nebel ist keine vereinzelte Seltenheit: Er zeigt, wie empfindlich das Zusammenspiel zwischen Licht und Atmosphäre ist.