Einige verwechseln dieses Wetterphänomen vielleicht mit Scheinwerfern oder Polarlichtern, wenn sie es das erste Mal erblicken. Doch die bunten Lichtsäulen am Himmel haben nichts damit zu tun. Sie stellen einen ganz eigenen Lichteffekt der Natur dar.
Lichtsäulen am Himmel erkennen – Wetterphänomen
Die sogenannten Lichtsäulen sind ein eher seltenes Phänomen. Damit sie entstehen können, muss es nämlich extrem kalt sein. Deshalb konntest Du vermutlich auch noch keine davon am westeuropäischen Himmel erblicken. In der Abbildung siehst Du, wie Lichtsäulen als Lichteffekt am Himmel erscheinen können:
Abbildung 1: Foto von Lichtsäulen
Wie die vielen verschiedenen Farben der Lichtsäulen zustande kommen, erfährst Du weiter unten in der Erklärung!
Lichtsäulen – Definition
Lichtsäulen gehören zu den Wetterphänomenen der Haloerscheinungen. Der Begriff stellt eine Art Sammelbezeichnung für verschiedene Lichteffekte dar, die sich in der Atmosphäre bilden können.
Haloerscheinungen sind Lichteffekte, die durch die Brechung und Reflexion von Licht an Eiskristallen entstehen.
Für unser Auge zeigt sich der Effekt der Lichtsäule dann als Streifen, der in der Luft senkrecht nach oben steht.
Lichtsäulen am Himmel sind Lichteffekte in der Atmosphäre, bei denen Eiskristalle in der Luft die Lichtstrahlen einer Lichtquelle reflektieren.
Sonnen- oder andere Lichtstrahlen treffen demnach auf Eiskristalle in der Luft, um dann von ihnen reflektiert zu werden. Welche Haloerscheinung letztlich am Himmel zu sehen ist, hängt von der Art und Ausrichtung der Eiskristalle ab.
Mehr zu den verschiedenen Haloerscheinungen findest Du im entsprechenden Artikel zum Halo.
Lichtsäulen – Seltenes Wetterphänomen
Es handelt sich bei diesem Effekt sowohl um eine atmosphärische als auch eine optische Besonderheit, die in der Geographie ein recht seltenes Wetterphänomen darstellt. Beobachten kann man es nämlich hauptsächlich an den nördlichen Breitengraden. In anderen Gebieten kann das Phänomen nur selten und auch nur in sehr schwacher Ausprägung vorkommen.
Entstehung von Lichtsäulen am Himmel
Wie bereits oben erwähnt, entstehen Lichtsäulen nur bei extrem kalten Wetterverhältnissen zwischen -8 und -18 Grad. In der Luft gefriert bei dieser Temperatur Wasserdampf zu kristallförmigen Eisflocken, die sechseckige Plättchen bilden und in der Luft schweben. Durch ihre Form nennt man die Kristalle, durch die später die Lichtsäulen entstehen, auch Plättchenkristalle.
Jedoch muss zusätzlich auch der Anteil der Luftfeuchtigkeit hoch genug sein. Bei Windstille sinken die entstandenen Eiskristalle langsam ab und schweben horizontal, also parallel zur Erdoberfläche.
Wenn dann von einer Lichtquelle am Boden Lichtstrahlen auf die Eiskristalle treffen, werden diese an den Flocken reflektiert. Durch die horizontale Position der Kristalle übereinander entsteht ein säulenförmiger Lichtstrahl, was Du auch in der folgenden Grafik erkennen kannst.
Der Lichteffekt erhält seine Säulenform durch die unterschiedliche Höhenpositionierung der Kristalle. Die Eisplättchen sind in der Luft leicht unterschiedlich geneigt. Sie reflektieren also in unterschiedlichen Höhen, aber zum selben Punkt hin. Dadurch scheint es als würde man eine Säule sehen.
Je größer und zahlreicher die Eisflocken sind, desto ausgeprägter erscheint der Lichteffekt in der Atmosphäre. Wenn sich die Eiskristalle höher in der Atmosphäre befinden oder die Quelle des Lichts deutlich näher ist, kann sich eine Säule auch direkt über den Betrachtenden bilden.
Eiskristalle in der Atmosphäre können auch noch andere atmosphärische Wetterphänomene verursachen, wie den Effekt der Nebensonne oder Halos.
Bunte Lichtsäulen am Himmel erkennen
Das Bild der Lichtsäule befindet sich ungefähr auf halbem Weg zwischen der eigentlichen Lichtquelle und den Betrachtenden. Dadurch, dass eine solche Säule aus reflektierten Lichtstrahlen besteht, kann man sie nur aus einem bestimmten Winkel erkennen.
Sobald man versucht näher an den Lichteffekt heranzukommen, um ihn beispielsweise besser fotografieren zu können, wird dieser immer schwächer sichtbar. Somit muss man in der richtigen Entfernung zur Lichtreflexion stehen, um das Phänomen betrachten zu können.
Zwar ist das Phänomen überwiegend in nördlichen Gebieten auf der Welt zu beobachten, allerdings kann es auch an anderen Orten vorkommen, sofern es kalt genug ist.
Am häufigsten entstehen Lichtsäulen nachts. Sie können aber auch durch starkes Sonnenlicht bei Sonnenauf- und Untergang zum Vorschein kommen.
In Ohio konnten im Dezember 2018 beispielsweise vermehrt Lichtsäulen beobachtet werden. Die Temperaturen in den Wintermonaten sind dort zum Teil so signifikant gesunken, dass hier die sechseckigen Eiskristalle entstanden sind und es zu Lichtreflexionen gekommen ist.
Bunte Lichtsäulen am Himmel
Am Himmel können Lichtsäulen jede mögliche Farbe annehmen, sind dabei aber von ihrer Lichtquelle abhängig.
Da oft Straßenlaternen als Quelle dienen, zeigen sich die Farbausprägungen meist in verschiedenen Orangetönen. Das kommt daher, dass das Licht von Straßenlaternen überwiegend gelb pigmentiert ist. Es gibt jedoch auch Lichtstrahlen, die weißlich oder blau pigmentiert sind. Diese Farben übernimmt dann auch das reflektierte Bild in der Luft.
Häufig auftretende Farben von Lichtsäulen sind:
- orange
- weiß
- blau
- rosa- und lilafarben
- grün
Arten von Lichtsäulen am Himmel
Lichtsäulen können das Licht unterschiedlicher Quellen reflektieren.
Lichtsäulen – künstliche Lichtquelle
Die häufigste Form von Lichtsäulen entsteht durch künstliche Lichtquellen, wie zum Beispiel Straßenlaternen. Sie erzeugen auch deutlich höhere Säulen als natürliches Licht, da sich ihre Strahlen unbegrenzt hoch ausbreiten können. Das kommt daher, dass sich künstliche Quellen in der Regel in unmittelbarer Nähe befinden und nicht so weit entfernt liegen, wie etwa die Sonne. Lichtsäulen sind nämlich immer genauso hoch, wie Lichtstrahlen auf die Eiskristalle treffen.
Wie uns solche Lichtsäulen erscheinen, hast Du bereits im Bild am Anfang der Erklärung gesehen. Dabei entstehen auch die spektakulärsten Bilder, da die Säulen, mithilfe künstlicher Lichtquellen, viele verschiedene Farbausprägungen annehmen können.
Lichtsäulen – Sonne
Lichtsäulen, die durch das Reflektieren von Sonnenlicht entstehen, werden auch Sonnen- oder Solarsäulen genannt. Sie scheinen sich dann direkt über oder unter der Sonne zu erstrecken und sehen dadurch meist nicht ganz so spektakulär aus wie frei stehende Lichtsäulen. Doch auch sie entstehen auf die gleiche Weise.
Nur werden hier anstatt von künstlichem Licht, die Sonnenstrahlen an den Eiskristallen reflektiert. Durch seine parallel laufenden Lichtstrahlen scheint das Sonnenlicht nicht unbegrenzt hoch. Die Lichtsäulen erstrecken sich dann nur so weit, wie die Sonnenstrahlen auf die Eiskristalle treffen.
Abbildung 3: Solarsäule
Solarsäulen ziehen sich oft nicht so in die Höhe wie bei künstlichen Lichtquellen. Das liegt daran, dass die Sonne eine sehr weit entfernte Quelle ist und der Ausbreitungswinkel der Strahlen immer kleiner wird, bis sie auf der Erde ankommen.
Für uns scheinen diese dann nahezu parallel zu verlaufen, wodurch sie Eiskristalle nur begrenzt weit im gleichen Winkel anstrahlen können. Die daraus resultierende Solarsäule ist dementsprechend eher kurz.
Lichtsäulen – Mond
Auch der Mond kann als Lichtquelle dienen. Zwar ist das eher selten, da das Mondlicht hierfür ziemlich stark sein muss, aber solche Lichtsäulen sind gleichermaßen möglich.
Starkes Mondlicht wird besonders vom Vollmond ausgestrahlt. Die Lichtsäule wird wie bei Solarsäulen dann über oder unter dem Mond sichtbar. Das geschieht durch die Reflexion des Mondlichts an Eiskristallen in der Luft. Wie der Effekt dann für uns aussehen kann, zeigt die Abbildung.
Abbildung 4: Lichtsäule am Mond
Lichtsäulen am Himmel - Das Wichtigste
- Lichtsäulen am Himmel sind ein Wetterphänomen, bei dem Licht an Eiskristallen in der Luft reflektiert wird.
- Die Säulenform erhält der Lichteffekt dadurch, dass die reflektierenden Eiskristalle das Licht übereinander spiegeln.
- Voraussetzung für das Phänomen sind extreme Kälte, hohe Luftfeuchtigkeit und Windstille.
- Lichtsäulen entstehen auf halbem Weg zwischen Lichtquelle und Betrachtenden.
- Als Lichtquelle können Sonne, Mond oder künstliche Quellen dienen.
Nachweise
- Abbildung 1: Foto von Lichtsäulen (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Light_Pillars_and_Diamond_Dust_in_London_Ontario_Canada.jpg) by Ray Majoran (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:Barkcomm&action=edit&redlink=1) licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en).
- Abbildung 3: Solarsäule (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sun_pillar_in_San_Francisco.jpg) by Brocken Inaglory (https://sites.google.com/site/thebrockeninglory/) licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en).
- Abbildung 4: Lichtsäule am Mond (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lunar_eclipse_and_light_pillars_as_seen_from_S%C3%A4rkij%C3%A4rvi_in_Muonio,_Lapland,_Finland,_2019_January.jpg) by Simo Räsänen (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Ximonic) licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en).
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