Unzählige Legenden ranken sich um ihn. Er bilde eine Brücke zwischen Himmel und Erde. Sei ein Zeichen des Bundes, den Gott mit Menschen und Tieren schloss. An seinem Ende habe der geizige Kobold Leprechaun einen Topf voller Gold vergraben. Über alle Kontinente und Kulturen hinweg haben Menschen den Regenbogen in ihre Mythen- und Glaubenswelt eingewoben. Heute verstehen wir seine einzigartige Farbreihenfolge von Rot über Gelb, Grün, Blau und Violett weltweit als Symbol für Vielfalt und Toleranz.
Dass Menschen dem Regenbogen seit jeher so viel Beachtung schenken, mag daran liegen, dass er ein eher seltenes, unerwartetes, beeindruckendes Naturschauspiel ist. Ein Phänomen, das uns entzückt: "Schau mal da, ein Regenbogen!" Obendrein stimmt uns das Farbspektakel hoffnungsfroh, erscheint es doch meist nach einem Schauer, wenn die Sonne wieder durchbricht.
Wie aber entsteht ein Regenbogen? Warum erblicken wir manchmal, in größerer Höhe, ein zweites Band? Und warum leuchtet der Himmel innerhalb des Regenbogens heller als außerhalb?
Wie entsteht ein Regenbogen? Wer das verstehen will, muss den Weg des Lichts nachvollziehen
Um die Entstehung der Himmelserscheinung zu verstehen, muss man zwei Dinge wissen: Erstens besteht das Licht der Sonne – auch wenn es uns weiß erscheint – aus allen erdenklichen Farben. Je nach Farbe schwingen die Lichtstrahlen in anderer Frequenz, sie haben eine andere Wellenlänge und damit Energie. Zweitens wird Licht, wenn es von einem Medium (zum Beispiel Luft) in ein Medium anderer Dichte (zum Beispiel Glas) eintritt, von seinem Kurs abgelenkt – es wird gebrochen. Die Stärke der Brechnung hängt wiederum von der Lichtenergie, von der Wellenlänge ab. So wird etwa blaues Licht stärker gebrochen als rotes Licht.
Dieses physikalische Prinzip lässt sich nutzen, um weißes Licht in sein gesamtes Farbspektrum aufzufächern – zum Beispiel, wenn man die Strahlen durch ein Glasprisma schickt – vielleicht werden Erinnerungen an den Physikunterricht in der Schule wach.
Genau dieser Effekt ist es auch, der in der Natur einen Regenbogen entstehen lässt. Bloß: Statt in einem Prisma brechen sich die Sonnenstrahlen in Myriaden winziger Wassertropfen, die in der regenschweren Luft schweben. Man kann sich jeden dieser Regentropfen wie eine kleine Kugel vorstellen, in die das Sonnenlicht eindringt, sich in die verschiedenen Farben auffächert und dann an der Rückwand wie an einem Spiegel reflektiert wird.
Mitunter erscheint für den Betrachter nicht bloß ein Bogen, sondern ein ganzer Regenkreis
Einen Regenbogen sehen wir also nur, wenn wir uns von der Sonne abwenden. Und: Da die verschiedenen Lichtfarben in ganz bestimmten Winkeln abgelenkt werden – rotes Licht etwa in einem 42-Grad-Winkel, blaues Licht in einem 40-Grad-Winkel –, erreichen nur jene Strahlen das Auge, die von den Regentropfen in genau dem richtigen Winkel zum Betrachter zurückgeworfen werden (sie liegen auf einem Kreisbogen).
Je tiefer die Sonne steht, desto weiter kann sich der Regenbogen über den Himmel spannen. Vom Boden aus gesehen vermag er maximal einen Halbkreis zu bilden – wenn die Sonne gerade auf- oder untergeht. Steht das Gestirn höher, verschwindet das Zentrum des Regenbogens immer weiter hinter dem Horizont. Wer Glück hat, kann aus großer Höhe eine besonders hübsche Variante beobachten: Blickt man zum Beispiel aus einem Flugzeug auf eine tieferliegende Regenwand, schillert dort kein Bogen, sondern ein geschlossener Regenkreis.
Manchmal zeigt sich ein Nebenregenbogen
Bei günstigen Lichtverhältnissen kann sich oberhalb des "Hauptbogens" ein zweiter Regenbogen (auch Nebenbogen oder Nebenregenbogen genannt) spannen. Er entsteht dadurch, dass ein geringer Anteil der Sonnenstrahlen in den Regentropfen nicht nur ein-, sondern zweimal reflektiert werden, bevor sie in die Luft austreten und sich – in einem anderen Winkel als jene aus dem Hauptbogen – auf den Weg zum Betrachter machen. Durch die doppelte Spiegelung erscheinen die Farben in umgekehrter Reihenfolge zum Hauptbogen.
Was auffällt: Der Himmel zwischen Haupt- und Nebenbogen erscheint deutlich dunkler als der Bereich innerhalb des Hauptbogens. Zu Ehren seines Entdeckers, des antiken Philosophen Alexander von Aphrodisias, wird das Phänomen auch als Alexanders dunkles Band bezeichnet. Der Kontrast entsteht – vereinfacht gesagt – dadurch, dass sich verschiedene Lichtfarben im Inneren des Hauptbogens so überlagern, dass sie von den Regentropfen als weißes Licht reflektiert werden und somit den Raum aufhellen.
In Tawain erschien ein Regenbogen, der bislang alle Rekorde brach
Naturgemäß sind die schillernden Erscheinungen eher von kurzer Dauer. Doch mitunter kann ein Regenbogen auch über längere Zeit den Himmel schmücken. So wie im Dezember 2017 in Taiwan: Kurz vor sieben Uhr morgens leuchtete der Bogen erstmals über den Bergen nahe der Hauptstadt Taipeh auf. Und der Regenbogen wollte nicht verschwinden. Noch nach ein, zwei, mehreren Stunden konnte man das Spektakel bestaunen. Erst kurz vor 16 Uhr – nach fast neun Stunden – löste sich der Regenbogen auf. Und hüpfte damit ins Guinness-Buch der Rekorde.
Besonders glücklich können sich auch jene schätzen, die Zeugen der wahrscheinlich mystischsten Form des Phänomens werden: Zuweilen spannt sich mitten in der Nacht ein Mondregenbogen über das schwarze Firmament. In diesen seltenen Fällen – bei klarer Luft und Vollmond – reicht der Schein des Erdtrabanten aus, um das Licht der Sonne in seine Farben zu zerlegen.
