Die allerersten Fotos von dreifachen und vierfachen Regenbögen

Bildnachweis: Michael Theusner/Angewandte Optik.


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Eine wissenschaftliche Zeitschrift hat die ersten Fotos eines dreifachen (tertiären) Regenbogens und eines vierfachen (quartären) Regenbogens angenommen, die beide im Sommer 2011 in Deutschland aufgenommen wurden. Und es ist wahrscheinlich, dass wir in den kommenden Jahren mehr Fotos von dreifachen und vierfachen Regenbogen sehen werden.


Wie viele von Ihnen beim Lesen dachte ich, dass dreifache Regenbögen – drei Regenbögen, die gleichzeitig durch den Himmel kreisen – viele Male gesehen und fotografiert wurden. Eine Internetsuche enthüllt Fotos, die behaupten, dreifache und sogar vierfache Regenbögen zu sein – aber anscheinend sind diese Bilder entweder nicht echt oder keine echten Regenbögen. Nach Angaben der Optical Society in Washington D.C. – einer wissenschaftlichen Gesellschaft mit 16.000 Mitgliedern weltweit – gab es in 250 Jahren nur fünf wissenschaftliche Berichte über dreifache Regenbogen. Einige Wissenschaftler glaubten, dass dreifache und vierfache Regenbögen in der Natur nicht wirklich existieren, aber jetzt haben Wissenschaftler ihren Beweis.

Ein neues meteorologisches Modell lieferte die wissenschaftliche Grundlage, um diese seltenen und kostbaren drei- und vierfachen Regenbögen zu finden. Die Arbeit wird in einer Reihe von Aufsätzen in einer Sonderausgabe beschrieben –Ausgabe 28– der Zeitschrift Applied Optics der Optical Society, erschienen am 30. September 2011.

Das schöne Bild oben in diesem Beitrag zeigt das Band dritter und vierter Ordnung des vierfachen Regenbogens. Die ersten beiden Bänder des Regenbogens sind in diesem Bild, das Michael Theusner am 11. Juni 2011 in Schiffdorf aufgenommen hat, nicht zu sehen.

Das Bild unten ist das allererste Bild eines dreifachen Regenbogens.




Bildnachweis: Michael Grossmann/Angewandte Optik.

Dieses Bild hat Michael Grossmann am 15. Mai 2011 in Kampfelbach aufgenommen. (a) ist sein rohes Kamerabild. (b) zeigt den durch Pfeile markierten Regenbogenbogen dritter Ordnung nach Kontrastexpansion und unscharfer Maskierung. (Die beiden Referenzpositionen A und B dienen der Bildausrichtung.)

Wir alle kennen Regenbögen zu einem gewissen Grad, weil jeder es liebt, einen zu sehen. In unserer Kultur betrachten wir sie als Symbol der Hoffnung und des Glücks. Wenn Sonnenlicht gebrochen oder gespalten wird und dann einmal in Wassertröpfchen reflektiert wird, sehen Sie einen einzelnen Regenbogen. Wenn Licht in Wassertröpfchen zweimal reflektiert wird, sehen Sie einen doppelten Regenbogen. Drei Reflexionen erzeugen einen dreifachen Regenbogen und vier einen vierfachen Regenbogen.

Doppelter Regenbogen in Alaska. Der Schatten des Fotografenkopfes unten markiert die Mitte des Regenbogenkreises (Antisolarpunkt). Bildquelle: Wikimedia Commons


Wir alle haben einzelne oder sogar doppelte Regenbogen gesehen. Warum sind Dreifach- und Vierfachregenbögen so selten? Himmelsbeobachter wissen, dass – um einen einzelnen oder doppelten Regenbogen zu sehen – man hinschauen mussGegenteilDie Sonne.

Aber – um einen dreifachen oder vierfachen Regenbogen zu sehen, muss man hinschauenzuDie Sonne. Drei- und vierfache Regenbogen bilden sich um die Sonne herum, auf ihr zentriert. Sie sind schwer zu sehen, denn um sie zu sehen, muss man in die Blendung der Sonne schauen. Das könnte erklären, warum in den letzten 250 Jahren vor Michael Grossmanns erstem echten Foto nur fünf wissenschaftlich versierte Beobachter tertiäre Regenbogen beschrieben hatten.

Dr. Raymond Lee von der U.S. Naval Academy

Raymond Lee, Professor für Meteorologie an der U.S. Naval Academy, sagte vor einem Jahr voraus, wie dreifache Regenbögen gefunden werden könnten, und forderte Regenbogenjäger heraus, sie zu finden. Er sagteFoxnews.comdass Fotografen eine Hand ausgestreckt und den Daumen über die Sonne halten sollten.


Dann sollten sie ihre Finger so spreizen, dass der Abstand zwischen ihrem kleinen Finger und ihrem Daumen einen Winkel von etwa 17 Grad beträgt. Wo ihr kleiner Finger aufhört, sollten die dritte und vierte Band sein.

Lee hat diese Methode herausgefunden, indem er Beschreibungen der wissenschaftlichen Sichtungen von dreifachen Regenbögen überprüft und dann ein mathematisches Modell verwendet hat – zusammen mit seinem Kollegen Philip Laven – um vorherzusagen, welche Bedingungen sichtbare dreifache Regenbögen erzeugen könnten. Laut einer Pressemitteilung der Optical Society:

Zuerst brauchten sie dunkle Gewitterwolken und entweder einen heftigen Regenguss oder einen Regenschauer mit fast einheitlich großen Tröpfchen. Wenn die Sonne unter diesen Bedingungen durch die Wolken bricht, könnte sie einen tertiären Regenbogen gegen die dunklen Wolken in der Nähe projizieren. Die kontrastierenden Farben würden das dunkle Tertiär sichtbar machen.

Als Lee seine Ergebnisse auf der letztjährigen International Conference on Atmospheric Optics vorstellte, diskutierten einige Wissenschaftler heftig mit ihm und sagten, dass dreifache und vierfache Regenbögen ein Mythos seien, ähnlich dem Goldschatz am Ende eines Regenwaldes.

Aber jetzt haben wir die tatsächlichen Fotos. Laut Optical Society wurden die Fotos nur minimal bearbeitet, um den Kontrast zu verbessern.

Michael Grossman erinnerte sich, dass er an dem Tag, an dem er sein Foto des dreifachen Regenbogens schoss, einen doppelten Regenbogen gesehen hatte. Als der Regen stärker wurde, sagte er, dass er umkehren musstezuDie Sonne. Er sagte:

Es ist wirklich übertrieben zu sagen, dass ich es gesehen habe, aber es schien etwas zu sein.

Die Bilder, die er im Regen machte, zeigten, dass er den dreifachen Regenbogen eingefangen hatte. Theusners Foto – das zweite eines dreifachen Regenbogens und das erste eines vierfachen Regenbogens – entstand etwa einen Monat später. Jetzt, da die Technik, sie zu sehen, bewährt ist, können wir erwarten, dass sich andere Himmelsfotografen der Herausforderung stellen – und in den kommenden Jahren noch mehr Fotos von dreifachen und vierfachen Regenbögen.

Ein doppelter Regenbogen, der deutlich den dunklen Bereich zwischen den beiden Bändern zeigt. Diese Region ist als Alexanders dunkles Band bekannt. Bildquelle: NASA

Um mehr darüber zu erfahren, wie sich Dreifach- und Vierfachregenbögen bilden und über die Vielfalt an Regenbögen, Nebelbögen, Mondbögen, Halos und anderen zarten Lichtphänomenen im Freien, besuchen SieDie atmosphärische Optik von Les Cowley, eine wundervolle Webseite.

Fazit: Michael Grossman und Michael Theusner haben die ersten wissenschaftlich anerkannten Fotos von dreifachen (tertiären) Regenbogen gemacht. Theusner hat auch einen vierfachen (quartären) Regenbogen auf Film eingefangen. Die jetzt historischen Fotos inspirierten eine Sonderausgabe der Zeitschrift Applied Optics der Optical Society, die am 30. September 2011 veröffentlicht wurde.

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