Irisieren

Das Irisieren als atmosphärisch-optische Erscheinung (von griechisch “iris” = Regenbogen) findet an Wolken statt. Es handelt sich dabei um Wolkenränder oder Wolkenpartien, die in perlmuttartigen Farben leuchten. Dominierend sind Grün und Rot, aber auch Blau. Das Irisieren ist eng mit der Korona (Kranz) verwandt, allerdings kann nicht nur die einfache Beugung von Lichtstrahlen als Erklärung hierfür herangezogen werden.

Bei der Beobachtung ist bisweilen eine Unterscheidung zwischen Korona und Irisieren schwierig. Generell handelt es sich aller Wahrscheinlichkeit nach um Irisieren, wenn keine regelmäßige und (meist) kreisförmig angeordnete Farbabfolge wie bei der Korona vorkommt, sondern auf Wolkenpartien verschiedenste Farbnuancen irregulär nebeneinander erscheinen bzw. entlang von Wolkenrändern farbig angeordnete Bänder zu sehen sind.

Irisierende Wolken finden sich darüber hinaus – im Gegensatz zu den Kränzen – oft in einem weiten Winkelabstand von der Sonne, wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist. Bisweilen kommt das Irisieren sogar im Abstand von über 30° von der Sonne vor.

Iridescence as an atmospheric-optical phenomenon (from the Greek ‘iris’ = rainbow) occurs on clouds. These are cloud edges or cloud areas that glow in pearlescent colours. The dominant colours are green and red, but also blue. Iridescence is closely related to the corona, although the simple diffraction of light rays is not the only explanation.

When observing, it is sometimes difficult to distinguish between corona and iridescence. In general, it is most likely iridescence if there is not a regular and (usually) circularly arranged sequence of colours as in the corona, but a wide variety of colour nuances that appear irregularly next to each other on cloud areas, or bands of colours that can be seen along cloud edges.

Furthermore, in contrast to the corona, iridescent clouds are often found at a wide angular distance from the sun, as can be seen in the following illustration. Sometimes the iridescence even occurs at a distance of more than 30° from the sun.

Aber auch nahe der Sonne findet Irisieren statt, wobei diese Fälle dann häufig mit den Koronen verwechselt werden, insbesondere dann, wenn diese nur teilweise ausgebildet sind oder verzerrt erscheinen:

But iridescence also occurs close to the sun, although these cases are often confused with coronae, especially if they are only partially formed, or if they appear distorted:

In vielen Fällen erscheinen beim Irisieren hauptsächlich die Ränder einer Wolke farbig:

In many cases during iridescence mainly the edges of a cloud show a coloured display:

Es kommt jedoch auch immer wieder vor, dass nicht nur die Ränder, sondern größere Teile einer Wolke in verschiedenen Farben leuchten. In diesen Fällen findet sich die größte Farbsättigung aber weiter hauptsächlich entlang der Wolkenränder.

It often happens that not only the edges but also larger parts of a cloud glow in different colours. In these cases, however, the greatest saturation of the colours is still mainly found along the edges of the cloud.

Das perlmuttartige, manchmal fast schon metallische Leuchten von Rot, Grün und Blau gibt der gesamten Erscheinung ihren Namen:

The mother-of-pearl-like, sometimes almost metallic glow of red, green and blue gives the entire appearance its name:

Als Entstehungsursache für das Irisieren an Wolken kommt die Lichtstreuung an kleinen Wolkenteilchen in Frage. Aller Wahrscheinlichkeit nach handelt es sich um eine Interferenz jener Lichtstrahlen, die durch (unterkühlte) Wolkentröpfchen gebeugt werden und solchen Lichtstrahlen, die durch die Wolkentröpfchen selbst hindurchgehen. Im Gegensatz zu den Koronen ist die Tropfengröße beim Irisieren deutlich kleiner, in der Größenordnung jedoch breiter verteilt.

Die farbigen Wolkenränder vor allem in der Nähe der Sonne werden durch Tröpfchen in der Größenordnung kleiner 2 µm verursacht, die irreguläre Farbanordnung auf Wolkenpartien fern der Sonne durch Tröpfchen in der Größenordnung kleiner 3 µm.

Solche Bedingungen sind idealerweise in Wolken gegeben, in denen sich kleine Wolkentröpfchen rasch bilden bzw. auflösen und dabei eine breite Größenverteilung aufweisen.

Diese idealen Bedingungen finden sich vorwiegend in Altocumulus lenticularis. Daher ist dies die Wolkenart, an der sich Irisieren am häufigsten beobachten lässt:

Light scattering from small cloud particles is a possible cause of iridescence on clouds. In all probability, it is an interference of those light rays that are diffracted by (supercooled) cloud droplets and those light rays that pass through the cloud droplets themselves. In contrast to the coronae, the droplet size is significantly smaller in the case of iridescence, but is more widely distributed in terms of size.

The coloured cloud edges, especially near the sun, are caused by droplets of a size smaller than 2 µm, while the irregular colour arrangement on cloud areas far from the sun is caused by droplets of a size smaller than 3 µm.

Such conditions are ideally found in clouds in which small cloud droplets form or dissolve quickly and have a broad size distribution.

These ideal conditions are predominantly found in Altocumulus lenticularis. This is therefore the type of cloud in which iridescence can be observed most frequently:

In einigen Fällen wird Irisieren jedoch auch an noch kälteren Wolken beobachtet, die das Vorhandensein unterkühlter Wolkentröpfchen eigentlich ausschließen. Das folgende Bild zeigt einen irisierenden Kondensstreifen im Cirrusniveau:

In some cases, however, iridescence is also observed on even colder clouds, which actually rule out the presence of supercooled cloud droplets. The following image shows an iridescent contrail at cirrus level:

In solchen Fällen kommt als Entstehungsursache des Irisierens die Lichtbeugung an kurzzeitig existierenden, stark unterkühlten Wassertröpfchen in Frage (z.B. bei Kondensstreifen), die Lichtbeugung an stark unterkühlten Tröpfchen der Salpeter- oder Schwefelsäure (z.B. bei Perlmuttwolken in der Stratosphäre) und möglicherweise auch die Reflexion an Eiskristallen (z.B. bei Cirrocumuli in weitem Abstand von der Sonne).

In such cases, light diffraction from briefly existing, strongly supercooled water droplets (e.g. in contrails), light diffraction from strongly supercooled droplets of nitric or sulphuric acid (e.g. in mother-of-pearl clouds in the stratosphere) and possibly also reflection from ice crystals (e.g. in cirrocumuli at a great distance from the sun) are possible causes of iridescence.

(Text und Bild, alle Rechte: Dr. Martin Gudd)