Ein Regenbogen erscheint nur, wenn direktes Sonnenlicht Wassertropfen vor dir erreicht und die Sonne hinter dir steht. Unsere Stundenprognose kann den Bogen nicht vorhersagen, hilft dir aber, Zeiten mit Schauern und sonnigen Abschnitten zu erkennen.
Wie entsteht ein Regenbogen?
Ein Regenbogen erscheint, wenn Sonnenlicht unter dem passenden Winkel auf Wassertropfen trifft und ein Teil des Lichts als Farbspektrum zu dir zurückkehrt. Die Tropfen können in einem Regenschauer fallen, im Nebel schweben oder als Gischt an einem Wasserfall entstehen. Sonne, Wasser und Beobachtungsort müssen richtig zueinander stehen. Regen allein genügt nicht.
Der Bogen ist eine optische Erscheinung und kein Gegenstand über einem bestimmten Feld oder Haus. Seine Lage hängt davon ab, wo du stehst und wo sich die Sonne hinter dir befindet. Wechselst du deinen Standort, senden andere Tropfen das Licht in deine Augen.
Regenbogen treten häufig bei wechselhaftem Wetter auf, weil sie Niederschlag in einem Teil des Himmels und direktes Sonnenlicht in einem anderen benötigen. Die Airpult-Erklärungen zu Niederschlag und Bewölkung helfen dir, diese Kombination zu erkennen.
Brechung, Dispersion und innere Reflexion
Drei Vorgänge im Tropfen erzeugen den sichtbaren Bogen.
Zuerst wird das Sonnenlicht gebrochen, wenn es von der Luft ins Wasser eintritt. Bei einer Brechung ändert Licht seine Richtung, weil es sich in den beiden Stoffen unterschiedlich schnell ausbreitet. Die gekrümmte Oberfläche des Tropfens lenkt den einfallenden Strahl ab.
Gleichzeitig findet Dispersion statt. Weißes Sonnenlicht enthält ein lückenloses Spektrum sichtbarer Wellenlängen. Wasser bricht diese Wellenlängen unterschiedlich stark. Kurzwelliges violettes Licht wird im Allgemeinen stärker abgelenkt als langwelliges rotes Licht.
Ein Teil des Lichts wird anschließend an der hinteren Innenfläche des Tropfens reflektiert. Auf dem Weg nach außen wird es ein zweites Mal gebrochen. Viele Strahlen durchlaufen einen Tropfen, doch in bestimmten Austrittswinkeln bündelt sich besonders viel Licht. Millionen von Tropfen liefern Licht aus diesen Winkeln und setzen so den sichtbaren Bogen zusammen.
Eine Zeichnung zeigt oft nur einen einzelnen Tropfen. Der gesamte Regenbogen entsteht jedoch nicht in diesem einen Tropfen. Tropfen über dir liefern das Licht für den oberen Teil, andere Tropfen für die Seiten und die tiefer liegenden Abschnitte.
Warum die Sonne hinter dir stehen muss
Der Mittelpunkt eines Regenbogens liegt im Gegensonnenpunkt. Das ist der Punkt, der von dir aus genau gegenüber der Sonne liegt. Steht die Sonne hinter deiner rechten Schulter, liegt die Mitte des Bogens in der Gegenrichtung etwas links. Auf ebenem Gelände weist der Schatten deines Kopfes ungefähr auf diesen Punkt.
Beim primären Regenbogen erreicht das hellste rote Licht dein Auge meist in einem Winkelabstand von etwa 42 Grad zum Gegensonnenpunkt. Violettes Licht erscheint etwas näher am Mittelpunkt. Diese Werte beschreiben Blickwinkel, nicht die Entfernung zum Regen.
Die Sonnenhöhe bestimmt, wie viel vom Bogen über einem ebenen Horizont sichtbar sein kann. Bei tief stehender Sonne reicht sein Scheitel weit nach oben. Steigt die Sonne höher, sinkt der Gegensonnenpunkt weiter unter den Horizont und der sichtbare Bogen wird niedriger. Von einem Flugzeug oder erhöhten Standort können beleuchtete Tropfen unterhalb des Beobachters einen größeren Teil des Kreises sichtbar machen.
Du musst dich nicht zur Sonne umdrehen, um die Geometrie zu prüfen. Schaue von ihr weg und orientiere dich an den Schatten. Der direkte Blick in die Sonne kann das Sehvermögen dauerhaft schädigen.
Warum ein Regenbogen kreisförmig ist
Das Licht des primären Bogens erreicht dein Auge aus Tropfen, die in fast demselben Winkel rund um die Gegensonnenrichtung liegen. Räumlich bilden die passenden Lichtwege einen Kegel, dessen Spitze sich an deinem Auge befindet. Wo dieser Kegel auf ein Feld aus Wassertropfen trifft, siehst du einen Kreis.
Horizont und Landschaft verdecken normalerweise den unteren Teil. Deshalb bleibt ein Bogen übrig. Der Boden macht den Regenbogen nicht halbkreisförmig, sondern versperrt die Sicht auf die Tropfen, die den Kreis unterhalb deines Standorts ergänzen würden. Von einem hohen Aussichtspunkt kann ein vollständig beleuchtetes Tropfenfeld unter günstigen Bedingungen den ganzen Kreis zeigen.
Aus demselben Grund lässt sich das vermeintliche Ende eines Regenbogens nicht erreichen. Es gibt keinen festen Endpunkt. Wenn du dich bewegst, wandert die Gegensonnenrichtung mit und andere Tropfen bilden den Bogen.
Die Farben bilden ein lückenloses Spektrum
Am äußeren Rand eines primären Regenbogens liegt Rot. Nach innen geht es allmählich über Orange, Gelb, Grün und Blau bis zu Violett. Die bekannte Einteilung in sieben Farben ist eine hilfreiche Benennung, aber der Himmel enthält keine sieben scharf getrennten Streifen.
Das Spektrum verläuft kontinuierlich. Wo eine Farbe endet und die nächste beginnt, hängt auch von der menschlichen Wahrnehmung, der Helligkeit und den Farbbegriffen einer Sprache ab. Die Bänder können ineinanderlaufen, wenn das Licht schwach ist, die Tropfengrößen stark variieren oder Dunst und Wolken den Kontrast verringern. Kameras geben die Farben je nach Belichtung, Bildverarbeitung und Bildschirm ebenfalls anders wieder.
Der Himmel innerhalb des primären Bogens wirkt oft heller als außerhalb. Tropfen lenken dort zusätzliches gestreutes Licht zum Beobachter und legen einen hellen Hintergrund hinter die Farben.
Primärer und sekundärer Regenbogen
Der helle innere Bogen heißt primärer Regenbogen. Sein Licht wurde im jeweiligen Tropfen einmal reflektiert. Rot liegt außen, Violett innen.
Ein sekundärer Regenbogen kann außerhalb des primären Bogens erscheinen. Sein Licht wurde zweimal im Tropfen reflektiert, bevor es austrat. Bei jeder Reflexion folgt nur ein Teil des Lichts diesem Weg. Deshalb ist der zweite Bogen meist schwächer und breiter. Außerdem liegt er in einem größeren Winkelabstand zum Gegensonnenpunkt.
Die zusätzliche Reflexion kehrt die Farbreihenfolge um. Beim sekundären Bogen liegt Rot innen und Violett außen. Der Bereich zwischen beiden Bögen wirkt oft dunkler als der Himmel innerhalb des primären Bogens. Dieser Abschnitt heißt Alexanders dunkles Band. In seine Blickrichtungen senden die Tropfen weniger gebündeltes Licht zum Beobachter.
Wie deutlich beide Bögen erscheinen, hängt von Tropfengröße, Niederschlagsintensität, Hintergrundhelligkeit und Wolken ab. Ein sekundärer Bogen kann in einem Abschnitt klar sein und an anderer Stelle vollständig fehlen.
Überzählige Bögen, Nebelbogen und Gischtbogen
Manchmal liegen direkt innerhalb des primären Regenbogens mehrere schmale, pastellfarbene Linien. Diese überzähligen Bögen lassen sich nicht vollständig mit einzelnen Lichtstrahlen erklären. Sie entstehen durch Interferenz von Lichtwellen, die auf leicht verschiedenen Wegen durch Tropfen laufen und in derselben Richtung austreten. Relativ kleine, ähnlich große Tropfen können die Bänder besser erkennbar machen. Häufig erscheinen sie rosa und grünlich, statt das gesamte Hauptspektrum zu wiederholen.
Ein Nebelbogen bildet sich in viel kleineren Tröpfchen. Beugung verbreitert und überlagert die Farben. Dadurch entsteht ein breiter, blasser oder fast weißer Bogen, manchmal mit schwachen roten und blauen Rändern. Seine auf den Beobachter bezogene Geometrie entspricht grundsätzlich der eines Regenbogens.
Auch Gischt an Wasserfällen, Meereswellen oder Rasensprengern kann bei direkter Sonne kleine Regenbogen erzeugen. Dort lässt sich die Abhängigkeit vom Standort leicht beobachten. Wenn du dich bewegst, wandert der Bogen mit dir, statt am Wasser zu haften.
Warum jeder Mensch einen eigenen Regenbogen sieht
Zwei Menschen nebeneinander beschreiben zwar denselben sichtbaren Bogen, doch ihre Augen empfangen Licht von leicht unterschiedlichen Tropfen. Auch der Gegensonnenpunkt ist für jeden Beobachter etwas anders, weil sein Mittelpunkt auf der Linie zwischen dem eigenen Auge und der Sonne liegt.
Bei größerem Abstand oder unterschiedlicher Höhe wird der Unterschied deutlicher. Von einem Hügel kann ein Regenbogen Tropfen unterhalb des Standorts einbeziehen, während jemand im Tal einen anderen Teil des Schauers sieht. Selbst deine beiden Augen empfangen Licht auf geringfügig verschiedenen Wegen. Ihr Abstand ist jedoch zu klein, um die Grundform merklich zu verändern.
Die Erscheinung ist deshalb nicht eingebildet. Tropfen und Sonnenlicht sind real, und die optischen Regeln lassen sich wiederholen. Das Bild hängt vom Standort ab, ähnlich wie eine Spiegelung auf Wasser ihre Lage verändert, wenn du dich bewegst.
Wann und wo sich die Suche lohnt
Suche nach direktem Sonnenlicht hinter dir und Regen, Nebel oder Gischt vor dir. Eine tief stehende Sonne lässt über dem Horizont mehr Platz für den primären Kreis. Morgenstunden und später Nachmittag bieten deshalb oft eine günstige Geometrie. Die tatsächliche Gelegenheit hängt von Breitengrad, Jahreszeit, Gelände und Lage des Schauers ab. Die Airpult-Erklärung zu Sonnenaufgang und Sonnenuntergang hilft dir, Richtung und Höhe der Sonne einzuschätzen.
Auflockernde oder abziehende Schauer sind vielversprechend. Dabei kann auf einer Seite eine sonnige Lücke und auf der anderen Regen liegen. Freie Sicht zum Niederschlag ist hilfreich, besonders wenn eine dunkle Wolke den Kontrast hinter dem Bogen erhöht. Ein sonniger Regenschauer garantiert trotzdem keinen Regenbogen. Die Tropfen können in der falschen Richtung liegen, die Sonne kann für einen Bogen über dem Horizont zu hoch stehen oder eine weitere Wolke schwächt das direkte Licht.
Regenbogen können sich innerhalb weniger Sekunden verändern, wenn ein Schauer zieht oder das Sonnenlicht stärker und schwächer wird. Suche nur von einem sicheren Ort aus nach einer besseren Sicht und halte nicht auf einer Straße an. Wenn du Donner hörst oder Blitze siehst, beende die Suche und gehe in ein festes Gebäude oder ein Fahrzeug mit festem Dach. Während eines Gewitters gibt es keinen sicheren Beobachtungsplatz im Freien.
Sonnenstand und Vorhersage verbinden
Eine Vorhersage kann keinen Regenbogen an einem exakten Ort versprechen. Sie kann aber die Zutaten zeigen und dir die Suche erleichtern.
Prüfe in der Stundenprognose, ob sich Schauer und sonnige Abschnitte abwechseln. Die Erklärung zur Wettervorhersage zeigt, wie du Zeitangaben und Unsicherheit einordnest. Vergleiche danach Niederschlag und Bewölkung. Radar zeigt die Zugrichtung von Schauern, Satellitenbilder können Auflockerungen dahinter sichtbar machen. Günstig ist direkte Sonne an deinem Standort, während sich beleuchtete Tropfen im gegenüberliegenden Teil des Himmels befinden.
Ein Regenbogen ist kein verlässliches Zeichen dafür, wie sich das Wetter als Nächstes entwickelt. Seine Lage kann zeigen, welcher Abschnitt eines nahen Schauers beleuchtet wird. Ob der Regen näher kommt oder abzieht, bestimmen jedoch Wind und Zugrichtung.
Wähle in Airpult Explore einen Ort und öffne dann seine Vorhersage. Die Stundenübersicht zeigt Niederschlagswahrscheinlichkeiten und Wettersymbole, die Tageslichtkarte zeigt örtlichen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Airpult sagt weder das Erscheinen eines Regenbogens voraus noch die genaue Richtung eines Schauers. Treffen Sonnenlicht und ein vorüberziehender Schauer zusammen, schaue von der Sonne weg und suche den Himmel rund um den Gegensonnenpunkt ab.
