Der Regenbogen ist wohl die bekannteste atmosphärische Erscheinung. Jeder hat ihn schon einmal gesehen, allerdings meist zufällig. Wer gezielt nach einem Regenbogen Ausschau halten will, der muß die Bedingungen kennen unter denen ein Regenbogen auftritt und wissen, an welcher Stelle des Himmels er zu finden ist. Der Regenbogen ist ein Teil eines Kreisbogens mit einem Radius (Öffnungswinkel) von 42° um den Sonnengegenpunkt. An der Außenseite ist er rot. Darauf folgt Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett mit fließenden Übergängen. Ein Regenbogen ist nur sichtbar, wenn bei Regen die Sonne scheint. Zusätzlich muß auch die Sonnehöhe weniger als 42° betragen. Falls die Sonne höher steht, befindet sich der Sonnengegenpunkt mehr als 42° unterhalb des Horizontes, so daß der Regenbogen nicht über den Horizont ragt. Bei uns steigt die Sonne im Sommer bis an die 60° hoch. Daher wird man im Sommer um die Mittagszeit nie einen Regenbogen sehen können. Die besten Beobachtungsbedingungen herrschen daher in den Abend- und Morgenstunden, in denen der Regenbogen besonders hoch über dem Horizont steht. In den Wintermonaten steigt die Sonne dagegen nie höher als 42°, so daß den ganzen Tag über ein Regenbogen entstehen kann. Generell kann man sagen, daß der Regenbogen um so höher ist, je tiefer die Sonne steht. Steht die Sonne höher als 42°, ist der Hauptregenbogen nicht mehr sichtbar.

hoher Sonnenstand - tiefer Regenbogen tiefer Sonnenstand - hoher Regenbogen

Regenbogen - Nebenbogen

Haupt- und Nebenregenbogen; der Bereich innerhalb des Haupregenbogens ist heller als das Gebiet zwischen Haupt- und Nebenregenbogen. Interferenzbögen an der Innenseite des Hauptregenbogens.

Das richtige "Regenbogenwetter" stellt sich ein, wenn eine Kaltfront aufzieht. Dann kommt es immer wieder zu kurzen Schauern mit anschließender Aufheiterung (Aprilwetter). Auch bei Gewitterschauern im Sommer klart der Himmel sehr schnell wieder auf, so daß mit einem Regenbogen zu rechnen ist. Besonders gute Voraussetzungen sind am späten Nachmittag gegeben. Dann steht die Sonne so tief, daß sie nicht von den letzten Regenwolken über dem Beobachter verdeckt wird. Zudem regnet es abends häufiger als in den Morgenstunden. Daher werden auch die weitaus meisten Regenbögen in den Stunden vor Sonnenuntergang beobachtet. Sind die Voraussetzungen für das Entstehen eines Regenbogens erst einmal erfüllt, muß man noch wissen, wo der Regenbogen zu sehen ist. Dabei gilt, daß der Scheitelpunkt des Regenbogens immer genau gegenüber der Sonne zu sehen ist. Wenn man glaubt, daß ein Regenbogen am Himmel stehen könnte, schaut man einfach in Richtung seines Schattens. In dieser Richtung ist dann der Scheitel des Regenbogens zu finden. Je tiefer die Sonne steht, um so höher ist der Scheitelpunkt. Rechts und links davon sind die Füße des Regenbogens zu sehen. Die Spannbreite des Regenbogens ist wiederum nur vom Sonnenstand abhängig. Je tiefer die Sonne, um so breiter der Regenbogen. Kurz vor Sonnenuntergang mißt der Durchmesser des Regenbogens 84°. Zusätzlich zum Hauptregenbogen mit 42° Radius ist manchmal noch ein Nebenregenbogen mit einem Radius von 53° um den Sonnengegenpunkt zu sehen. Dieser hat die umgekehrte Farbreihenfolge wie der Hauptregenbogen. Manchmal erkennt man auch, daß der Bereich innerhalb des Hauptregenbogens heller ist als der Bereich zwischen Haupt- und Nebenregenbogen. Den dunklen Bereich nennt man auch "Alexanders dunkles Band" zu Ehren von Alexander von Aphrodisias (ca. 200 n.Chr.), einem Philosophen und Kommentator des Aristoteles. Ein Regenbogen kann auch durch den Mond erzeugt werden. Dabei ist die Helligkeit allerdings sehr gering. Der Regenbogen entsteht durch Brechung des Sonnenlichts in den Regentropfen. Das Sonnenlicht tritt in den Tropfen ein und wird dabei gebrochen. An der Innenwand des Tropfens wird ein Teil des Lichts reflektiert und tritt dann unter nochmaliger Brechung aus dem Tropfen aus. Die Einfallswinkel der Lichtstrahlen liegen wegen der kugelförmigen Tropfen zwischen 0 und 180°. Die Lichtverstärkung beruht darauf, daß mehr Strahlen in einem Winkelbereich von 137.5°-138.5° (180°-42°) abgelenkt werden, als in andere Richtungen. Beim Nebenregenbogen wird das Licht noch ein weiteres mal an der Innenseite des Tropfens reflektiert, bevor es den Tropfen verläßt. Da ein großer Teil des Lichts hier aus dem Tropfen austritt, ist der Nebenregenbogen wesentlich lichtschwächer. Die Farbverteilung des Regenbogens beruht darauf, daß der Brechungsindex des Wassers von der Wellenlänge des Lichts abhängig ist. Das weiße Sonnenlicht besteht ja aus Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Durch die Lichtbrechung in den Regentropfen wird das weiße Licht dann in seine einzelnen Farbkomponenten zerlegt. An der Innenseite des Hauptregenbogens schließen sich manchmal noch weitere Bögen an. Diese Interferenzbögen haben eine bläulich bis violette Farbe und entstehen durch die Überlagerung von Wellen. Wer aufmerksam auf Regenbögen achtet, wird feststellen, daß sie viel häufiger sind als allgemein angenommen wird. Oft sind sie allerdings nur schwach und nicht vollständig zu sehen. Übrigens: Von einem Flugzeug aus hat man eine reelle Chance, einen kompletten Regenbogenkreis zu beobachten.