Vielleicht hast Du schon einmal eine kleine, fleckenartige Regenbogenerscheinung am Himmel gesehen und Dich über ihre Entstehung gewundert, weil es gar nicht geregnet hat. Das liegt daran, dass der Regenbogen nicht das einzige spektakuläre Wetterphänomen in unserer Atmosphäre ist. Bei dem gesichteten Phänomen könnte es sich zum Beispiel um eine Nebensonne bzw. Parhelion handeln.
Parhelion (Nebensonne) – Erklärung
Eine zweite oder dritte Sonne am Himmel? So zeigt sich uns zumindest das atmosphärische Phänomen der Nebensonne, sobald es in der Troposphäre entsteht.
Die Troposphäre ist die unterste Schicht der Erd-Atmosphäre. Als erste Schicht über der Erdoberfläche kann sie bis zu 18 Kilometer in die Höhe reichen. Die Troposphäre wird auch als Wettersphäre bezeichnet, weil sich hier ein Großteil des Wetters abspielt.
Abbildung 1: Foto von Nebensonnen
In der Abbildung siehst Du den Lichteffekt besonders stark ausgeprägt. Häufig erscheint er am Himmel jedoch auch deutlich schwächer.
Wovon die Intensität des Effekts abhängig ist, erfährst Du später in der Erklärung.
Parhelion (Nebensonne) – Definition
Der Effekt der Nebensonne, auch Parhelion genannt, zählt zu den Haloerscheinungen.
Haloerscheinungen sind Lichteffekte, die durch die Brechung und Reflexion von Licht an Eiskristallen zustande kommen.
Der Begriff Parhelion setzt sich aus den beiden griechischen Wörtern pará (dt. „neben“) und heliós (dt. „Sonne“) zusammen. Man kann die sprachliche Herkunft also wörtlich verstehen.
Nebensonnen befinden sich auf Sonnenhöhe und stehen horizontal. Wie der Name bereits verrät, scheinen sie wie zwei kleine Nachahmungen der Sonne.
Der Begriff der Nebensonne bezeichnet ein optisches Phänomen, bei dem rechts und links neben der Sonne helle Lichtflecken auftauchen.
Ihr Abstand zur tief stehenden Sonne beträgt 22°. Somit liegen sie auf dem Sonnenhalo des 22°-Rings. Bei hochstehender Sonne entfernen sich die Nebensonnen immer weiter vom Halo.
Mehr zum 22°-Ring erfährst Du in unserer Erklärung zu Thema Halo!
Nebensonne – einfach erklärt
Eine Nebensonne bzw. Parhelion bildet einer der häufigsten Haloerscheinungen am Himmel. Sie entsteht durch Lichtbrechung an Eiskristallen in der Troposphäre und wirken wie Lichtflecken, die etwas kleiner und weniger hell erscheinen als die Sonne. Parhelia können links oder rechts neben der Sonne erscheinen. Man kann das Phänomen häufig an bis zu 80 Tagen im Jahr beobachten.
Parhelion (Nebensonne) – Bedeutung
Drei Sonnen sah ich am Himmel steh'n, Hab' lang und fest sie angeseh'n;
Und sie auch standen da so stier, Als wollten sie nicht weg von mir. […]
So beginnt eine Strophe in Franz Schuberts Werk „Die Winterreise“. Nach dem Liedtext von Wilhelm Müller werden im Liedzyklus von 1827 die Eindrücke eines Wanderers beschrieben. Bei den oben genannten Liedzeilen handelt es sich um die Beschreibung zweier Nebensonnen an den Seiten der Sonne.
In der europäischen Geschichte beschäftigte man sich erst relativ spät mit dem Wetterphänomen der Parhelia.
In der Dichtung und Poesie werden Naturphänomene, wie die Parhelia, gerne als Metaphern für etwas Ungewisses oder Göttliches verwendet.
Dagegen verbindet man in der chinesischen Naturbeschreibung mit Nebensonnen ein böses Zeichen und eine Art Hinweis auf mögliche Verschwörungen. Nach Beobachtungen des Lichteffekts wurden früher meist die Stadttore geschlossen und alle bevorstehenden Reisen untersagt.
Parhelion (Nebensonne) – Entstehung
Wie allen anderen Haloerscheinungen auch, müssen sich zuerst Eiskristalle in der Luft bilden. Voraussetzung dafür ist vorwiegend eine extrem niedrige Temperatur.
Nebensonnen sieht man immer im Zusammenhang mit Wolkenschleiern. Diese Wolkenschleier bestehen in der Regel aus den Eiswolken, Cirrus- oder Cirrostratuswolken. Obwohl diese Wolkenarten recht ähnlich sind, unterscheiden sie sich etwas in ihrer Erscheinungsform:
- Cirruswolken besitzen ein fädriges Aussehen (Federwolken).
- Cirrostratuswolken haben eher schleierhafte Form (Schleierwolken).
Zur Entstehung dieser Wolken steigt feuchte Warmluft auf und kühlt mit steigender Höhe ab. Kalte Luft ist nicht in der Lage, so viel Wasserdampf aufzunehmen wie warme Luft, wodurch das überschüssige Wasser zu den bereits genannten Wolkenarten kondensiert.
Den Prozess der Wolkenbildung kannst Du noch einmal genauer in unserer Erklärung zum Halo nachlesen!
Haloerscheinungen können sich nur mithilfe hexagonalen, also sechseckigen, Eiskristallen entwickeln. Diese Art bildet sich erst ab unter -10° C.
Parhelia entstehen durch die Brechung von Licht an horizontal ausgerichteten Plättchenkristallen, die auch den hexagonalen Eiskristallen zugeordnet sind. Die Ausrichtung und Orientierung der Kristalle im Raum spielen für Haloerscheinungen eine wichtige Rolle. Denn sie bestimmen, welcher Lichteffekt sich am Ende entwickelt.
Sobald dann Licht auf die Eiskristalle fällt, werden Lichtstrahlen am Kristall gebrochen und es kommt zu einer Totalreflexion der Lichtstrahlen. Für uns äußert sich dieser Prozess dann als faszinierender optischer Lichteffekt,
dessen Intensität von der Wolkenzusammensetzung abhängt.
Mehr dazu erfährst Du in unseren Erklärungen der Themen „Lichtbrechung“ und „Reflexionsgesetz“ im Fach Physik.
Parhelion (Nebensonne) – Lichteffekt um die Sonne
Der Abstand der Parhelia zur Sonne beträgt im Normalfall 22°. Sie liegen also auf dem 22°-Ring, dem sogenannten kleinen Ring. Er ist einer der häufigsten Haloerscheinungen und bildet einen Lichtring um die Sonne.
Je weiter die Sonne allerdings aufsteigt, desto mehr entfernen sich die Nebensonnen von ihr. Deshalb kann ein Parhelion je nach Sonnenstand sehr unterschiedlich aussehen. Ihre Erscheinungsform zeichnet sich auch durch einen Lichtschweif aus, der sich von der Sonne weg in die Länge zieht. Er kann sehr unterschiedliche Längen und Lichtstärken aufweisen, was auch in erster Linie durch die Höhe der Sonne bestimmt wird.
Abbildung 3: Lichtschweif einer Nebensonne
Lichtschweife von Nebensonnen sehen in etwa so aus, wie es die obige Abbildung zeigt. Wie sich die Schweiflänge in Abhängigkeit des Sonnenstandes ändert, siehst Du in folgender Tabelle:
| Höhe des Sonnenstandes | Abstand Sonne-Nebensonnen (Parhelion) | Schweiflänge der Nebensonnen (Parhelion) |
| 0° | 22° | 21,5° |
| 10° | 22° | 21,5° |
| 20° | 23° | 20,5° |
| 30° | 25° | 19° |
| 40° | 28° | 16° |
| 50° | 32° | 13° |
| 60° | 45° | 7° |
Tabelle 1 - Veränderung der Abhängigkeit des Sonnenstandes
Hier kannst Du erkennen, dass der Abstand der Sonne zu ihren Nebensonnen immer größer wird, je höher die Sonne am Himmel steht. Die Schweiflänge wird gleichzeitig immer kürzer.
Nebenmond – Lichteffekt um den Mond
Die Sonne ist nicht die einzige natürliche Lichtquelle, durch die Licht an Eiskristallen brechen und reflektieren kann. Auch der Mond spendet Licht, das dann Haloerscheinungen verursachen kann. Da dieses Licht aber deutlich schwächer ist als Sonnenlicht, reicht es in der Regel nicht aus, um solche Phänomene nachts beobachten zu können.
Stärkeres Mondlicht, das durch einen Vollmond ausgestrahlt wird, kann hingegen erheblich zur Entstehung des Phänomens beitragen. Denn dann ist es möglich, Nebenmonde zu beobachten. Diese besitzen zwar immer noch deutlich weniger Strahlkraft als Nebensonnen, sind aber sichtbar.
Abbildung 4: stark scheinende Nebenmonde bei Vollmond
Nebensonne (Parhelion) – Beobachtung
Parhelia haben oft eine starke Farbausprägung. Zur Sonne hin sind sie rötlich gefärbt und besitzen bei voller Erscheinung des Phänomens einen langen hellen Schweif, der sich horizontal ausrichtet und von der Sonne weg zeigt. Die Lichtstärke kann in manchen Fällen so intensiv sein, dass man fast davon geblendet wird.
Grundsätzlich können Parhelia, durch die Totalreflektion von Sonnenlicht, alle möglichen Spektralfarben annehmen und werden deshalb häufig mit Regenbögen verwechselt.
Parhelion – Das Wichtigste
- Die Nebensonne bzw. Parhelion bezeichnen ein optisches Phänomen, bei dem rechts und links neben der Sonne helle Lichtflecken auftauchen.
- Die Nebensonne bzw. Parhelion entsteht durch Lichtbrechung an Eiskristallen in der Atmosphäre und sind circa 80 Tage im Jahr beobachtbar.
- Eiskristalle, durch ein Parhelion entstehen, sind horizontal ausgerichtete Plättchenkristalle.
- Das Aussehen der Nebensonne bzw. Parhelion ist vom Sonnenstand abhängig.
- Durch Mondlicht können auch nachts sogenannte Nebenmonde entstehen, die aber deutlich schwächer sind als Nebensonnen.
Nachweise
- Abbildung 1: Foto von Nebensonnen (https://en.wikiversity.org/wiki/File:SundogsNewUlm.jpg) by Erik Axdahl (https://en.wikipedia.org/wiki/User:Axda0002) licensed by CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/de/deed.en).
- Abbildung 3: Lichtschweif einer Nebensonne (https://www.flickr.com/photos/fdecomite/8321113007/in/photostream/) by fdecomite (https://www.flickr.com/photos/fdecomite/) licensed by CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/de/deed.en).
- Abbildung 4: stark scheinende Nebenmonde bei Vollmond (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Moon_dogs.jpg) by Vdsluys (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Vdsluys) licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en).
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