Wieso sind Wolken von oben weiß?

Wissenschaft Physik
#1

hallo!

„Vom Weltraum aus gesehen besitzen Wolken eine helle Farbe. Diese kommt dadurch zustande, dass die winzigen Wasser- und Eispartikel der Wolken 30 bis 60 % der auf sie treffenden Sonnenstrahlen reflektieren.“
http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/…

Stimmen diese Werte? Reflektieren Wasser- und Eispartikel tatsächlich etwa die Hälfte des einfallenden Lichts? Wenn ja: Wie ist das möglich? Die Reflexion bei etwa senkrecht einfallendem Licht ist bei einer Wasserfläche sehr gering. Verhält es sich bei Tropfen anders?

Oder beruht die Reflexion der Wolke auf Brechung in den Tropfen? Wird das Licht zwar in jedem Tropfen nur in einem stumpfen Winkel gebrochen, aber nach mehreren Tropfen ergibt sich insgesamt ein spitzer Winkel?

Gruß
Paul

#2

Hi Paul,

„Vom Weltraum aus gesehen besitzen Wolken eine helle Farbe.
Diese kommt dadurch zustande, dass die winzigen Wasser- und
Eispartikel der Wolken 30 bis 60 % der auf sie treffenden
Sonnenstrahlen reflektieren.“
http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/…

Stimmen diese Werte?

Also mir kommen sie sehr niedrig vor. Bei Wikipedia zum Beispiel findet sich auch ein deutlich höherer Wert, nämlich eine Albedo von 0.6 - 0.9, also 60-90% Rückstrahlung.

Reflektieren Wasser- und Eispartikel tatsächlich etwa die Hälfte des einfallenden :Lichts? Wenn ja:
Wie ist das möglich? Die Reflexion bei etwa senkrecht
einfallendem Licht ist bei einer Wasserfläche sehr gering.
Verhält es sich bei Tropfen anders?

Ich vermute nicht, sondern, dass es nur sehr schwierig ist Wassertropfen senkrecht zu treffen (trotz Kugelform; senkrecht wäre ja nur, wenn das Licht im weiteren Verlauf durch das Zentrum der Kugel strahlte). Allerdings habe ich gerade, als ich die Albedo für Wolken recherchiert habe, gelesen, dass Wolken mit größeren Wassertropfen eine geringere Albedo haben, das passt mir nicht ganz in meinen Erklärungsansatz.

Eine physikalisch fundierte Antwort kommt bestimmt noch.

Gruß,
Matthias

#3

Ich vermute nicht, sondern, dass es nur sehr schwierig ist
Wassertropfen senkrecht zu treffen (trotz Kugelform; senkrecht
wäre ja nur, wenn das Licht im weiteren Verlauf durch das
Zentrum der Kugel strahlte).

Ja, das ist mir zwischenzeitlich auch aufgefallen. Weiterhin habe ich rausgefunden, dass es in Eiskristallen zu mehrfacher interner Reflexion kommen soll, sodass auch eine Ablenkung von insgesamt mehr als 90 ° möglich ist. Vielleicht verursachen mehrere Kristalle Effekte wie in einem Umkehrprisma.
Dass sich flüssiges Wasser bei kleiner Teilchengröße auch in ähnlichen Formen anordnet, ist denkbar.

Ich habe bis jetzt übrigens noch nicht die Albedo von reinem Eis gefunden. Die sollte doch nahe der von flüssigem Wasser sein, oder?

Gruß
Paul

#4

doppelter Regenbogen
Hallo Paul,
Du schriebst

…
habe ich rausgefunden, dass es in Eiskristallen zu mehrfacher
interner Reflexion kommen soll, sodass auch eine Ablenkung von
insgesamt mehr als 90 ° möglich ist.

Ich erinnere mich an die Erklärung des doppelten Regenbogens in einem Physikbuch (?), die besagt, dass es auch in einem Wassertropfen zu zweifacher Reflexion kommt. Das habe ich aber in Wikipedia jetzt so schnell nicht gefunden.
Bei Eis denke ich eher an andere Formen als die Kugel --> Schneeflocke bzw. Lufteinschlüsse und Risse–> Hagelkorn …

Dann fällt mir noch ´was ein, schreibe ich aber lieber als Frage oben hin.

Freundliche Grüße

Thomas

#5

Ich erinnere mich an die Erklärung des doppelten Regenbogens
in einem Physikbuch (?), die besagt, dass es auch in einem
Wassertropfen zu zweifacher Reflexion kommt. Das habe ich aber
in Wikipedia jetzt so schnell nicht gefunden.

stimmt, bei doppelten Regenbögen tritt mehrfache innere Reflexion auf!
Gibts auch bei Wikipedia:
http://de.wikipedia.org/wiki/Regenbogen#Nebenregenbogen
und dazu der Klassiker:
http://www.youtube.com/watch?v=OQSNhk5ICTI

Gruß
Paul