Warum gibt es nach der „Goldenen Stunde“ eine „Blaue Stunde“?

Es gibt eine tolle Geschichte darüber, warum der Himmel tagsüber blau ist und sich bei Sonnenuntergang golden färbt:

Rayleigh-Streuung beeinflusst blaues Licht stärker. Tagsüber wird blaues Licht von der Sonne aus allen Richtungen zu uns gestreut, wodurch ein blauer Himmel entsteht. Während des Sonnenuntergangs wird die Länge der Atmosphäre, die das Licht der Sonne durchqueren muss, so lang, dass das Blau erschöpft ist und dem Himmel eine goldene Farbe verleiht.

Dies kann jedoch nicht die ganze Wahrheit sein, denn Fotografen wissen, dass es nach Sonnenuntergang eine sogenannte blaue Stunde gibt , in der der Himmel wieder tiefblau wird. Warum sollte die Farbe von Blau zu Gold wieder zu Blau wechseln?

Wikipedia stellt sehr deutlich fest, dass Erklärungen dafür in Bezug auf die Rayleigh-Streuung falsch sind und dass die wahre Erklärung die Absorption von blauem Licht durch Ozon ist . Aber es erklärt nicht, warum das den Effekt erzeugen würde. Wenn das blaue Licht nicht reemittiert wird, bedeutet dies nur, dass weniger blaues Licht vorhanden ist, sodass nicht erklärt werden kann, warum die blaue Stunde blauer ist . Und wenn das blaue Licht wieder emittiert wird, dann sollte die Wirkung von Ozon der Wirkung der Rayleigh-Streuung qualitativ sehr ähnlich sein, da es nur ein weiterer Streuweg ist, der blaues Licht bevorzugt, was uns zurück zum ursprünglichen Rätsel führt.

Was ist die richtige Erklärung für die blaue Stunde?

Antworten (3)

Wikipedia stellt sehr nachdrücklich fest, dass Erklärungen dafür in Bezug auf die Rayleigh-Streuung falsch sind und dass die wahre Erklärung die Absorption von blauem Licht durch Ozon ist.

Ozon absorbiert blaues Licht nicht (viel): Im Gegenteil, es absorbiert rotes Licht viel mehr, wodurch der Himmel blau aussieht. Siehe insbesondere meine Antwort auf die Frage bei Chemistry.SE: Welche genaue Farbe hat Ozongas? . Hier ist der spektrale Querschnitt der Ozonabsorption im sichtbaren Bereich (+NIR) – das Chappuis-Band:

Spektrum der Chappuis-Bande

Zum Kommentar:

Können Sie erklären, warum die Wirkung von Ozon nach Sonnenuntergang wichtiger ist? Warum ändert dies die Geschichte nicht während des Sonnenuntergangs oder während des Tages?

Tagsüber legt das Sonnenlicht viel kürzere Strecken durch die Atmosphäre, wird also weniger absorbiert. Aus dem gleichen Grund wird es durch die Rayleigh-Streuung weniger gerötet und lässt mehr blaues Licht zurück, um den Himmel blau zu machen. Daher hat Ozon einen viel geringeren Einfluss auf den Tageshimmel.

Während des Sonnenuntergangs durchdringt ein Großteil des Sonnenlichts die Troposphäre, wird röter und wird stärker in den Beobachter gestreut als von der Stratosphäre, wo sich der größte Teil der Ozonschicht befindet (aufgrund der höheren Konzentration von Luftmolekülen). Damit ist auch der Ozonabsorptionseffekt weniger stark ausgeprägt.

Und in der Dämmerung verhindert der Erdschatten, dass Licht durch die Troposphäre geht, wodurch das einzige sichtbare Licht von der Stratosphäre und darüber gestreut wird, und dieses Licht gelangt zum großen Teil durch die Ozonschicht dorthin und durchquert sie durch die lange Dimension.

Ich habe diese Ozonerklärung der blauen Stunde tatsächlich getestet, indem ich den Precomputed Atmospheric Scattering- Code verwendet habe, um zwei Versionen derselben Szene zu rendern: eine für Atmosphäre mit einer Ozonschicht und eine andere ohne Ozon. Hier sind die Renderings des Gürtels der Venus (ignorieren Sie die weiße Kugel in der Mitte, sie ist nur ein irrelevanter Teil der Demoszene):

Mit Ozonschicht (normale Erdatmosphäre):

Ohne Ozon:

@knzhou Ich habe persönlich einen "grünen Moment" im Norden in der Region nahe dem Polartag erlebt. Dies ist kein bekanntes und beschriebenes Phänomen, aber ich habe es aufgrund des Interesses an diesen Themen selbst beobachtet. Natürlich sollte dies alles richtig gemessen werden usw., aber ich denke, dies spricht dafür, dass Streuung die Haupterklärung für dieses Phänomen ist.
Tagsüber legt das Sonnenlicht viel kürzere Strecken durch die Atmosphäre, wird also weniger absorbiert. Aus dem gleichen Grund wird es durch die Rayleigh-Streuung weniger gerötet und lässt mehr blaues Licht zurück, um den Himmel blau zu machen. – Ich denke, das ist nicht gut formuliert oder erklärt. Wenn das Licht weder gebläut noch gerötet wäre, wäre der Tageshimmel weiß/gelb, nicht blau. Ich denke, Sie haben es fast richtig, aber dieser Absatz könnte verbessert werden.
@ user1079505 Dieser Absatz beschreibt das Aussterben. Das durchgelassene Licht ist tatsächlich weißer. Aber das würden Sie beobachten, wenn Sie in die Sonne schauen würden. Was die diffuse Himmelsfarbe definiert, ist zusätzlich zur Extinktion die tatsächliche Streuung dieses ausgelöschten Lichts in den Beobachter, und hier setzt das Rayleigh λ − 4 Faktor kommt ins Spiel, um das Licht blau zu machen.

Die Chappuis-Absorptionsbanden treten bei Wellenlängen zwischen 400 und 650 nm auf. Innerhalb dieses Bereichs liegen zwei Absorptionsmaxima ähnlicher Höhe bei 575 und 603 nm Wellenlänge

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie hier in den optischen Wellenlängen zu sehen ist, wird das meiste sichtbare Licht links von 500 nm absorbiert, da die großen Absorptionslinien den blauen Sektor dominieren lassen.

In der Antike hatten die Menschen im Nahen Osten unterschiedliche Tageslängen, und sie zählten die 12 Stunden ab der Zeit zwischen den Linien, die das Goldene / Rosa am Morgen und Abend trennten (meistens Wüstenklima). Ich denke, die muslimische Religion tut das immer noch. Eigentlich ist es der Schatten der Erde auf der Atmosphäre, wo das diffuse Licht eine Weile überlebt, deshalb kann es eine Linie sein, wenn das Wetter klar ist.

Der Grund ist derselbe wie beim Regenbogen; verschiedene Farben (Wellenlängen)biegt sich anders (sorry meine Sprache).

Diese Blaue Stunde ist das Sonnenlicht, das unter dem Horizont ankommt. Der Grund, warum anderes Licht dies nicht tut, liegt in ihrer Wellenlänge. Das blaue Licht kann sich am stärksten beugen und erreicht daher noch eine Stunde nach Sonnenuntergang die Erdoberfläche, während Grün, Gelb und Rot bereits über unseren Köpfen schweben.

Dieses Bild aus der deutschsprachigen Wikipedia zum Thema "Grüner Blitz" erklärt das Problem ziemlich genau. Es gibt also sogar einen grünen Blitz zwischen der „goldenen Stunde“ (Rot-Orange-Gelb) und der blauen Stunde.

Grüner Blitz

Die atmosphärische Brechung ist ziemlich vernachlässigbar, wenn es um die Farben des Himmels geht. Noch mehr die Streuung des Brechungsindex.
@Ruslan Nun, ja, deshalb halten diese Phänomene nur kurze Zeit an. Dh. Der grüne Sonnenblitz dauert nur Sekunden. In höheren Breitengraden werden diese Zeiten jedoch länger. Ich komme aus Finnland und dort ist dieser "Blue Moment" so bemerkenswert lang und wird sogar in Produktmarken und in ihren TV-Werbespots verwendet (es ist immer noch keine Stunde, es ist nur ein Moment) youtube.com/watch?v=dUsdpMyr2_k
Die blaue Stunde dauert je nach Breitengrad einige zehn Minuten bis mehrere Stunden. Nirgendwo dauert es mehrere Sekunden. Darüber hinaus reproduzieren numerische Simulationen, die die atmosphärische Brechung vernachlässigen, dieses Phänomen erfolgreich, was einmal mehr zeigt, dass die Brechung hier keine signifikante Rolle spielt.
@Ruslan Mehrere Stunden? Ich halte meinen Atem nicht an, während ich auf Ihren Link dafür warte. Hier ist das Wiki en.wikipedia.org/wiki/Blue_hour und hier etwas mehr earthsky.org/earth/what-is-the-blue-hour Ich bin fertig mit dir. Tschüss.
Sehen Sie sich nur das an: Polarnacht . Im Extremfall dauert es den ganzen Tag. Zu Beginn des Winters bis zur Wintersonnenwende haben Sie nur eine unterschiedlich tiefe Dämmerung (die natürlich auch ganztägig ist).
@Ruslan Oh, aber das dauert ein halbes Jahr, wenn Sie möchten. Wie ich bemerkte, sprechen wir hier nicht wirklich über die gleichen Themen, was das Gespräch bedeutungslos macht. Ja, der Himmel ist auch nachts blau. Das ist einfach nicht der blaue Moment. Ich habe sogar nördlich des Polarkreises gelebt, weil ich dort ein Ferienhaus hatte. Haben Sie persönlich die Polarnacht beobachtet? Polartag? Nordlichter? Blauer Moment? IMO ist es in Mitteleuropa fast nicht vorhanden.
Volles halbes Jahr ist der gesamte Bereich von der Abenddämmerung bis zum Morgengrauen. Die Blaue Stunde dauert nur einige Tage bis Wochen dieses Zeitraums. Ich habe die eigentliche Polarnacht nicht beobachtet, aber da ich in Sankt Petersburg (Russland) lebe, das bei 60° N liegt, bin ich ziemlich vertraut mit einer Dämmerung, die sich im Sommer in eine andere verwandelt. Dies ist ein weiteres Beispiel für sehr lange blaue Stunden.
Warum gibt es nach der „Goldenen Stunde“ eine „Blaue Stunde“?
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