Deutschland im Sommer: Vom Hitzeflimmern in der Hitzewelle!
Die aktuelle Hitzewelle wird am Samstag ihren Höhepunkt erreichen. Zum jetzigen Zeitpunkt ist am Sonnabend von bis zu 38 °C auszugehen. Dies aber unter Vorbehalt. Denn mit der subtropischen Warmluft, die uns von Nordafrika über Spanien und Frankreich erreicht, wird gleichzeitig auch Saharastaub herangeführt.
Blickt man über eine weite, von der Sonne beschienene und eher trockene(!) Fläche, so erscheinen weit entfernte Gegenstände unscharf bzw. undeutlich und scheinen sich in fortdauernder, zitternder Bewegung zu befinden. Der Volksmund sagt, dass die Luft regelrecht flimmert. Sehr gut lässt sich dies beobachten über langen, gradlinigen Eisenbahndämmen oder wenn man Gegenstände beobachtet, die knapp über einem von der Sonne beschienenen Dach liegen. Der Grund des ‚Hitzeflimmerns‘ fußt auf der starken Er- bzw. Überhitzung der Unterlage durch die Sonneneinstrahlung. Dabei wird die direkt im Kontakt mit dem Boden liegende Luft ebenso sehr stark erwärmt. Dadurch wird sie leichter als ihre Umgebung und steigt – Archimedes lässt grüßen – hoch.
Dies vollzieht sie aber nicht als eine einheitliche große Masse, sondern es bilden sich kleine Warmluftblasen oder – säulen aus, innerhalb derer die Luft aufsteigt. Daneben kommt es zum Ausgleich (aus Kontinuitätsgründen, es kann ja kein ‚Luftloch‘ geben) zu einer abwärts gerichteten Bewegung. Das Resultat ist, dass nun unmittelbar nebeneinander heiße und leichte Luft in den aufsteigenden Luftsäulen und kühlere, dichtere Luft in den absteigenden Bereichen liegt.
Wenn jetzt jedoch ein Lichtstrahl die Luft durchdringt, so wird er - wenn er aus dünnerer Luft in dichtere kommt - etwas abgelenkt (man sagt auch gebrochen). Das ist das gleiche Phänomen, wodurch Licht beim Eintritt in Wasser oder Glas gebrochen wird. In unserem konkreten Fall wird also der von einem weit entfernten Gegenstand ausgehende Lichtstrahl unterwegs, bevor er unser Auge erreicht, etwas durch die aufsteigenden warmen Luftschlieren abgelenkt. Und da die Luft in Bewegung ist, trifft der Lichtstrahl mal etwas von rechts, kurz danach von links unser Sehorgan. Die Unregelmäßigkeit der Luftbewegung sorgt somit für die Zitterbewegung des Gegenstandes.
Ein weiterer Aspekt ist, dass mit der Brechung des Lichtes immer eine Zerlegung des Lichtes in seine Spektralfarben verbunden ist (darauf beruht unter anderem auch der farbige Regenbogen). Man kann beim Luftflimmern daher bei weit entfernt liegenden hell-leuchtenden Gegenständen auch Farbwechsel und sehr starke Helligkeitsschwankungen beobachten. Achten Sie mal die Tage darauf.
Untere Luftspiegelungen
Wenn man an den kommenden heißen Tagen über eine sehr glatte Fläche, etwa eine asphaltierte Straße, dicht hinwegblickt, dann lässt sich nicht nur das Flimmern sehr gut beobachten, sondern man kann sogar regelrechte Luftspiegelungen erblicken. Hierbei lenkt die stark erhitzte und verdünnte Luft nah am Boden einen flach auftreffenden Lichtstrahl nach oben um. Daher trifft von einem Gegenstand nicht nur der gradlinige Lichtstrahl unser Auge, sondern auch ein zweiter, der in einem flachen Bogen nach unten unterwegs die Erdoberfläche fast berührt hätte, aber unmittelbar über dem Erdboden durch die überhitzte Luftschicht nach oben gebogen wurde.
Der damit von unten kommendem Strahl lässt dazu den Gegenstand sogar spiegelbildlich (auf dem Kopf) erscheinen. Als Folge davon sieht man an einer geeigneten Stelle (also dort, wo man flach über eine längere gerade Strecke einer asphaltierten Straße blicken kann) unter anderem so spannende Dinge, wie Fußgänger, die in einer Wasserlache zu gehen scheinen oder Autoräder, unter denen noch ein Spiegelbild der Räder sichtbar ist.