Chappuis-Absorption

In der Dämmerung ist durch den beinahe streifenden Einfall der Weg der Sonnenstrahlen in der Atmosphäre länger. So führt der Weg der Sonnenstrahlen im Augenblick des Sonnenuntergangs durch eine 35fach größere Luftmenge, als wenn die Sonne im Zenit stünde. Aufgrund der Rayleigh-Streuung bleiben im Westen die längerwelligen gelben und roten Strahlen übrig, die für Sonnenuntergänge typisch sind. Doch auch der Einfluss der Ozonschicht auf die Farben des Himmels wächst mit sinkender Sonnenhöhe. Durch den schrägen Einfall der Lichtstrahlen durchlaufen diese nämlich eine längere Strecke der Ozonschicht, wodurch die Wirkung der sogenannten Chappuis-Absorption deutlich ansteigt. Nun können sie bis zu 40 Prozent des orangen Lichts herausfiltern, was ausreicht, um am Himmel eine sichtbare Spur zu hinterlassen. Die selektive Absorption verschiebt die Farben zu den kürzeren Wellenlängen. Das Ozon in der Stratosphäre wirkt demzufolge wie ein Farbfilter, der sich über den gesamten Himmel erstreckt und ihn über unseren Köpfen bis weit nach Sonnenuntergang blau färbt.

Diese erstaunliche Wirkung des Ozons wurde 1952 von dem amerikanischen Geophysiker Edward Hulburt (1890–1982) entdeckt, der mit Hilfe unbemannter Raketenaufstiege die Ozonschicht untersuchte. Seine Studien ergaben, dass das Himmelsblau im Zenit während des Sonnenuntergangs zu einem Drittel auf der Rayleigh-Streuung und zu zwei Dritteln auf der Chappuis-Absorption beruht. In der Dämmerung ist hingegen das gesamte blaue Licht des Himmels durch die Ozonschicht verursacht. Neuere Rechnungen und Beobachtungen geben Hulburt Recht: Trotz ihrer geringen Menge reicht die Anzahl der Ozonmoleküle aus, um das Blau der Dämmerung sichtbar zu machen.