На Марсе голубой закат. Какого цвета на самом деле небеса у других планет

Постановочные кадры

На самом деле, чаще всего космические аппараты, исследующие Солнечную систему, делают черно-белые снимки — такие камеры проще, надежнее и дешевле. Для того чтобы получить цветное изображение, роверы или зонды делают три черно-белых кадра: через красный, зеленый и синий фильтры, а потом составляют из них цветное изображение. Кстати, именно так в начале XX века получил первые в мире цветные снимки большой энтузиаст фотографии и изобретатель Сергей Прокудин-Горский. Его камера имела три объектива, которые одновременно делали три черно-белых снимка через фильтры, а цветное изображение «синтезировалось» уже после, в проекторе.

Несмотря на «окольный» способ производства, получаемые таким образом цветные изображения вполне передают реальные цвета. Так откуда же берется синий закат на Марсе?

Физика и пыль

Дело в том, что атмосферы Марса и Земли очень сильно отличаются. На Марсе она заметно менее плотная и очень пыльная. В составе пыли есть совсем крошечные частицы, размер которых сопоставим с длиной волны света. Днем мельчайшие пылинки поглощают синюю часть спектра солнечного света и небо на Марсе имеет такой же красноватый оттенок, как и вся его поверхность. Когда Солнце садится, путь, который свет проделывает в атмосфере планеты, становится длиннее и главенствующим оказывается другой эффект — рэлеевское рассеяние света. При этом в марсианской атмосфере сильнее рассеивается синий свет. Именно из-за этого вокруг садящегося Солнца на Марсе мы видим голубое сияние.

Типичный марсианский закат. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch

Другие небеса

Марс входит в элитный клуб из четырех небесных тел с атмосферой, поверхность и небо которых мы смогли увидеть в цвете. Другие два члена клуба — Венера и Титан, ну и, конечно, наша Земля.

1 марта 1983 года на поверхность Венеры опустился зонд «Венера-13», который смог проработать при температуре 456 градусов по Цельсию и давлении в 92 атмосферы 127 минут. «Венера» с несчастливым номером была не первым аппаратом, который передал снимки с поверхности нашей ближайшей соседки по Солнечной системе, однако это были первые цветные снимки. На спускаемом аппарате находилось две «цветные» телефотометрические камеры TFZL-077. Они получали изображение, делая снимки через три цветных фильтра — синий, зеленый и красный.

В поле зрения панорамных камер «Венеры-13» находилась эталонная цветовая шкала. Получив синтезированные цветные изображения, земные ученые смогли откорректировать их по этой шкале. Целью съемки была поверхность планеты, однако в уголках панорам видно желтеющее небо. Четыре дня спустя, 5 марта, цветные снимки сделал дублер «Венеры-13», аппарат «Венера-14», проработавший на поверхности всего 57 минут. Желто-зеленый цвет Венеры тоже объясняется рэлеевским рассеянием. Однако, по словам заместителя руководителя лаборатории инфракрасной спектроскопии планетных атмосфер высокого разрешения МФТИ Александра Родина, именно такой цвет обусловлен, во-первых, повышенной плотностью венерианской атмосферы, а во-вторых, наличием в ней большого количества серной кислоты.

По краям от венерианской поверхности видны фрагменты неба. Фото: ИКИ РАН

«Цветного» покорения следующего небесного тела с атмосферой пришлось ждать больше десяти лет. 14 января 2005 года созданный в Европейском космическом агентстве (ESA) спускаемый аппарат «Гюйгенс», доставленный в систему Сатурна зондом NASA «Кассини», опустился на поверхность крупнейшего спутника Сатурна, Титана.

Долгое время считалось, что это самый большой спутник в Солнечной системе, но исследования «Вояджеров» в 1980-х показали, что Титан кажется крупнее, чем он есть, из-за плотной метановой атмосферы, которую принимали за поверхность спутника. Но даже за вычетом атмосферы это немаленькое небесное тело: среди спутников его обгоняет только юпитерианский Ганимед. Титан больше не только нашей Луны, но и Меркурия с Плутоном.

«Гюйгенс» проработал 147 минут во время спуска на парашюте и еще 72 минуты передавал сигналы с поверхности, успев отправить на Землю 700 мегабайт информации, в том числе было 350 снимков, некоторые из которых были цветными.

На фотографиях Титан выглядит хоть и безжизненным, но вполне мирным. На деле человек не продержался бы там и нескольких секунд. Фото: NASA/JPL/ESA/University of Arizona

Камеры аппарата запечатлели желто-коричневую поверхность спутника из замерзших углеводородов, только что омытую метановым дождем (климат на Титане не слишком хорош). Небо на сатурнианской луне тоже желто-коричневое, а сам спутник на снимках желто-зеленый. И здесь опять «работает» то самое рассеяние, только на других газах.

После того как астрономы сфотографировали пейзаж на Титане, в Солнечной системе не осталось «атмосферных» объектов с цветными небесами (планеты-гиганты, которые состоят из газа и жидкости, не в счет). На всех остальных небесных телах Солнечной системы, от Меркурия и до Плутона, небо будет черным — хоть на черно-белой, хоть на цветной фотографии. Там нет сколько-нибудь значимой атмосферы, а значит, рассеиваться солнечному свету не на чем.

В фантастических фильмах мы видим иные миры с небесами, кажется, всех цветов радуги. Но ответить на вопрос, какого цвета действительно может быть небо на планетах вне Солнечной системы (так называемых экзопланетах), ученые пока не могут. Мы можем только предполагать, какие у этих планет атмосферы: на сегодня открыто больше трех тысяч экзопланет, и большинство из них находятся в звездных системах, которые совсем не похожи на Солнечную. Да и сам свет звезд, которые освещают эти планеты, может быть совсем не таким, как свет от Солнца: планеты могут быть у красных карликов, у голубых гигантов, у белых гигантов и даже у почти фиолетовых (в видимом диапазоне) коричневых карликов.

Коричневый карлик — небесное тело, которое слишком мало, чтобы стать полноценной звездой, но из статуса планеты-гиганта уже выросло. Фото: R. Hurt/NASA

 Алексей Паевский

Почему закаты отличаются по цвету?

Закаты и рассветы неповторимы и уникальны (в особенности в наших широтах и нашем климате) благодаря кочующему в течение года по небесному своду солнцу, сменяющим друг друга циклонам и антициклонам, холодным и теплым фронтам, бесконечному разнообразию облачных форм. Но на цвет заката влияют и другие причины, в том числе сам человек.

Путь лучей во время заката и рассвета гораздо длиннее, чем днем. До того, как солнечный свет доходит до наших глаз, более короткие волны рассеиваются. Достигают зрение желтый, оранжевый, красный. Поэтому мы видим закаты в этой гамме. Тем не менее, закаты бывают разных оттенков.

Яркий желто-оранжевый закат можно увидеть лишь когда атмосфера достаточно чиста. К примеру, после недавнего дождя.

В случае, если в атмосфере много частиц, больших, чем молекулы воздуха, закат приобретает оранжево-красный цвет. Такой закат мы видим гораздо чаще, так как живем в загрязненной нами же среде.

Когда же воздух перегружен сторонними частицами, закат становится красным. Неужели, чтобы увидеть огненное чудо в небе, нужно дышать пылю?

Не всегда. Ряд явлений, часть из которых совершенно безобидны, также сопровождают алую зарю. К примеру, над морем взвешенные частицы соли и водяного пара могут создавать закат ярко-красного света, наблюдаемого с берега. В то же время, кровавый закат невероятной красоты возникает после извержений вулканов. Огромное количество пыли и пепла врывается в атмосферу, разносится ветром, огибая планету, и создает красивые виды по утрам и вечерам в течение нескольких месяцев.
Неповторимые румяные закаты наблюдались во многих частях северного полушария после извержения мексиканского вулкана Эль Chichуn в 1982 году и вулкана Пинатубо в 1991 году.

Иногда атмосфера может быть настолько наполнена пылью, дымом, и другими загрязняющими веществами, что даже красный свет не в состоянии пробиться сквозь грязный воздух. Солнце исчезает еще до достижения им горизонта — жуткий эффект!

Делитесь самыми красивыми закатами, которые вы видели!

О других явлениях погоды читайте в заметках моего блога:
Ледяные шары
Виды снежинок
Шкваловый ворот
Серебристые облака
Смерч-ландспут
Облака-рулоны
Облака Ван Гога
Туманный смерч в Удмуртии
Вымеобразные облака
О гало и еще раз о гало
Техногенные облака
Ледяная лапша
Пенитентес
Пыльные дъяволы
Снежные рулеты
Юкимаримо
Особенности структуры линейных молний
Как выглядят морозные цветы
Двойная радуга — почему
Вулканические молнии и смерчи
Ледяной и переохлажденный дождь

почему закаты красные и как предсказывать по ним погоду – Москва 24, 10.08.2015

Иллюстрация: Ольга Денисова

Мы наблюдаем закат каждый вечер, и каждый вечер он нас впечатляет, настраивает на медитативный лад и заставляет тянуться за смартфоном с камерой. Наши друзья из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» помогли разобраться, почему солнце и небо меняют цвет и как определить погоду на завтра без помощи метеорологов.

Если вы смотрите на заходящее солнце, сидя рядом с кем-то, ваш сосед увидит не совсем то же самое, что вы. Окраска луча зависит от того, как глаз воспринимает длину волны. А каждый человек в этом смысле чуточку уникален.

Солнце светит всеми лучами спектра одновременно. Короткие волны отвечают за фиолетовый цвет, а длинные – за красный. Однако эти волны попадают нам на сетчатку не напрямую, сначала они проходят сквозь атмосферу – газовый защитный слой Земли. Поскольку наша планета крутится вокруг Солнца, светило в течение дня находится в разном положении относительно ее поверхности, и толщина атмосферы, которая нас разделяет, также разная.

В полдень солнечные лучи проходят по короткому пути, падают отвесно и не успевают рассеяться. Именно поэтому с 12.00 до 15.00 нам приходится щуриться и носить темные очки. Вечером Солнце расположено перпендикулярно к позиции наблюдателя, преграда (атмосфера) в этот момент толще. Продраться через нее могут только длинные волны – красные. Вот почему этот цвет и его оттенки преобладают на небе во время заката.

Ссылка по теме

По цвету заката действительно можно определить погоду на ближайшие часы. Чем сильнее атмосфера заполонена облаками, тем сильнее она рассеивает лучи света. Лишь самые длинные, то есть самые красные, волны доберутся до нас. А значит алый закат – предвестник дождя. Тем же принципом прогнозирования можно руководствоваться на рассвете. Нужно только помнить, что утром атмосфера чище, чем в сумерках, так как не успела загрязниться, поэтому на восходе Солнце кажется ярче.

Екатерина Ефремова, Детский центр научных открытий «ИнноПарк»

О «Физике города»

Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему под нами дрожит земля, когда под нами проезжает поезд метро? И может ли в Москве произойти землетрясение? Какими видят нас люди из космоса?

Мы предложили коллегам из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, сколько велосипедистов нужно для освещения столицы, какие оптические иллюзии можно увидеть в городе и как начать экономить энергию, не выходя из дома. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.

Какого цвета закат на других планетах — МикроТехСервис

Какого цвета закат на других планетах?

Огненно-розовое или персиковое небо на закате — это уникальное преимущество нашей родной планеты, Земли. Но какие цвета появляются, когда Солнце садится на других небесных телах нашей звездной системы?

Ответ зависит от объекта наблюдений. Например, на большинстве спутников красочных закатов не будет вообще, ведь для этого нужна атмосфера, а они ее лишены. Так что космические туристы в будущем не смогут полюбоваться красивым закатным небом на Луне — для них оно всегда будет черным.

На планетах с атмосферой все куда интереснее. Так, на Марсе Солнце восходит и заходит с голубым свечением. По данным НАСА, на газовом гиганте Уране закатное небо переходит от голубого к бирюзовому. А на Титане, одном из спутников Сатурна, не лишенном атмосферы, небо может становиться желтым, оранжевым или коричневым, когда Солнце опускается за горизонт.

По словам Курта Элера, профессора математики в Общественном колледже в Рено, штат Невада, цвета заката сильно отличаются от планеты к планете, поскольку в значительной степени эти оттенки являются продуктом их атмосфер и того, как частицы в них рассеивают солнечный свет, к тому же на яркость цветов влияет удаленность небесного тела от Солнца. 

«Все очень непросто», — говорит Элер. «У всех было предвзятое мнение, что механизм [закатов] на других планетах является копией того, что мы видим на Земле». Но это не так.

Вот так необычно выглядит закат на Марсе. Фото было сделано ровером Spirit.

На Земле атмосфера состоит из крошечных молекул газа, в основном азота и кислорода, которые более эффективны при рассеянии — то есть поглощении и переизлучении в другом направлении — коротковолнового света, такого как синий и фиолетовый, чем более длинных красных волн видимого спектра. Селективный тип рассеяния, вызываемый малыми молекулами, называется рэлеевским рассеянием. Он дает нам голубое небо в полдень, но на закате и восходе Солнца, когда солнечный свет должен продвигаться дальше в атмосфере, большая часть голубого света рассеивается. В итоге начинают преобладать длинные красные и желтые волны видимого спекта, которые и создают красочные красно-оранжево-желтые закаты и рассветы.

Любая планета, в атмосфере которой преобладает газ, будет следовать аналогичной схеме, при которой более длинные волны света становятся доминирующими на закате и рассвете, говорит Элер. Например, по данным НАСА, на Уране молекулы водорода, гелия и метана в его атмосфере рассеивают более короткие синие и зеленые длины волн, поглощая (но в основном не испуская) более длинные красные волны видимого спектра. Это создает яркое голубое небо, которое становится бирюзовым на закате, когда синий свет рассеивается сильнее относительно более длинных зеленоватых волн.

Если в атмосфере планеты преобладает что-то кроме газов, «теория закатов» может стать совершенно другой. Элер является автором статьи 2014 года в журнале Прикладная оптика, в которой он исследует, почему марсианский закат кажется голубовато-синим.  «Плотность атмосферного газа там составляет лишь около 1/80 от земной», — говорит Элер о Марсе. «В рассеивании преобладают более крупные частицы пыли».

Наша атмосфера может создавать много удивительных эффектов. Этот называется «ложные Солнца», по-научному — паргелий, и возникает он в результате преломления света Солнца в кристалликах льда в атмосфере. На гигантских газовых планетах, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, кристаллы образуют облака аммиака, метана и других веществ, которые могут производить ореолы с четырьмя или более ложными Солнцами.

В исследовании 2014 года, которое использовало данные марсохода Spirit, Элер и его коллеги обнаружили, что марсианская пыль рассеивает свет совсем иначе, чем молекулы газа. «Причиной синего заката является то, как частицы пыли рассеивают свет», — сказал он.

Молекулы газа, подобные тем, что существуют на Земле, рассеивают свет во всех направлениях. Напротив, пыль рассеивает свет в основном в одном направлении — вперед, говорит Элер. Более того, частицы пыли рассеивают красный свет под гораздо более широким углом, чем синий. Поскольку синий свет рассеивается не очень широко, он становится более «концентрированным», из-за чего «синий свет примерно в шесть раз интенсивнее красного [света]» на Марсе, сказал Элер.

Когда вы смотрите на марсианский закат, вы на самом деле видите естественный цвет Солнца. Элер говорит, что «диск Солнца там кажется белым, потому что свет не меняет цвет при прохождении через марсианскую атмосферу». Он добавляет, что «вокруг Солнца есть голубоватое свечение. А дальше небо начинает казаться красноватым. Там вы видите красные лучи, рассеянные под большими углами».

Моделирование закатов на других небесных телах Солнечной системы, состав атмосфер которых мы знаем.

Что касается других планет и спутников, то почти невозможно предсказать, как будет выглядеть закат на них, не имея полного представления о составе их атмосфер. Единственное общее правило, которое здесь работает — если эти небесные тела имеют газообразную атмосферу, стоит ожидать более длинные волны света на закате, говорит Элер.

«Там, где в атмосфере преобладают другие вещества, нельзя ничего точно утверждать», — сказал Элер. Различные типы и распределение пыли по размерам будут рассеивать свет уникальными способами. Другими словами, если вы думаете, что закат на Земле «не от мира сего», подумайте еще раз — это действительно исключительная особенность, характерная для планет с газообразной атмосферой.

---

iGuides в Telegram — t. me/igmedia
iGuides в Яндекс.Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru

Почему закаты отличаются по цвету?

Закаты и рассветы неповторимы и уникальны (в особенности в наших широтах и нашем климате) благодаря кочующему в течение года по небесному своду солнцу, сменяющим друг друга циклонам и антициклонам, холодным и теплым фронтам, бесконечному разнообразию облачных форм. Но на цвет заката влияют и другие причины, в том числе сам человек.

Путь лучей во время заката и рассвета гораздо длиннее, чем днем. До того, как солнечный свет доходит до наших глаз, более короткие волны рассеиваются. Достигают зрение желтый, оранжевый, красный. Поэтому мы видим закаты в этой гамме. Тем не менее, закаты бывают разных оттенков.

Яркий желто-оранжевый закат можно увидеть лишь когда атмосфера достаточно чиста. К примеру, после недавнего дождя.

В случае, если в атмосфере много частиц, больших, чем молекулы воздуха, закат приобретает оранжево-красный цвет. Такой закат мы видим гораздо чаще, так как живем в загрязненной нами же среде.

Когда же воздух перегружен сторонними частицами, закат становится красным. Неужели, чтобы увидеть огненное чудо в небе, нужно дышать пылю?

Не всегда. Ряд явлений, часть из которых совершенно безобидны, также сопровождают алую зарю. К примеру, над морем взвешенные частицы соли и водяного пара могут создавать закат ярко-красного света, наблюдаемого с берега. В то же время, кровавый закат невероятной красоты возникает после извержений вулканов. Огромное количество пыли и пепла врывается в атмосферу, разносится ветром, огибая планету, и создает красивые виды по утрам и вечерам в течение нескольких месяцев.
Неповторимые румяные закаты наблюдались во многих частях северного полушария после извержения мексиканского вулкана Эль Chichуn в 1982 году и вулкана Пинатубо в 1991 году.

Иногда атмосфера может быть настолько наполнена пылью, дымом, и другими загрязняющими веществами, что даже красный свет не в состоянии пробиться сквозь грязный воздух. Солнце исчезает еще до достижения им горизонта — жуткий эффект!

Делитесь самыми красивыми закатами, которые вы видели!

О других явлениях погоды читайте в заметках моего блога:
Ледяные шары
Виды снежинок
Шкваловый ворот
Серебристые облака
Смерч-ландспут
Облака-рулоны
Облака Ван Гога
Туманный смерч в Удмуртии
Вымеобразные облака
О гало и еще раз о гало
Техногенные облака
Ледяная лапша
Пенитентес
Пыльные дъяволы
Снежные рулеты
Юкимаримо
Особенности структуры линейных молний
Как выглядят морозные цветы
Двойная радуга — почему
Вулканические молнии и смерчи
Ледяной и переохлажденный дождь

На Марсе голубой закат. Какого цвета на самом деле небеса у других планет

Постановочные кадры

На самом деле, чаще всего космические аппараты, исследующие Солнечную систему, делают черно-белые снимки — такие камеры проще, надежнее и дешевле. Для того чтобы получить цветное изображение, роверы или зонды делают три черно-белых кадра: через красный, зеленый и синий фильтры, а потом составляют из них цветное изображение. Кстати, именно так в начале XX века получил первые в мире цветные снимки большой энтузиаст фотографии и изобретатель Сергей Прокудин-Горский. Его камера имела три объектива, которые одновременно делали три черно-белых снимка через фильтры, а цветное изображение «синтезировалось» уже после, в проекторе.

Несмотря на «окольный» способ производства, получаемые таким образом цветные изображения вполне передают реальные цвета. Так откуда же берется синий закат на Марсе?

Физика и пыль

Дело в том, что атмосферы Марса и Земли очень сильно отличаются. На Марсе она заметно менее плотная и очень пыльная. В составе пыли есть совсем крошечные частицы, размер которых сопоставим с длиной волны света. Днем мельчайшие пылинки поглощают синюю часть спектра солнечного света и небо на Марсе имеет такой же красноватый оттенок, как и вся его поверхность. Когда Солнце садится, путь, который свет проделывает в атмосфере планеты, становится длиннее и главенствующим оказывается другой эффект — рэлеевское рассеяние света. При этом в марсианской атмосфере сильнее рассеивается синий свет. Именно из-за этого вокруг садящегося Солнца на Марсе мы видим голубое сияние.

Типичный марсианский закат. Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Damia Bouch

Другие небеса

Марс входит в элитный клуб из четырех небесных тел с атмосферой, поверхность и небо которых мы смогли увидеть в цвете. Другие два члена клуба — Венера и Титан, ну и, конечно, наша Земля.

1 марта 1983 года на поверхность Венеры опустился зонд «Венера-13», который смог проработать при температуре 456 градусов по Цельсию и давлении в 92 атмосферы 127 минут. «Венера» с несчастливым номером была не первым аппаратом, который передал снимки с поверхности нашей ближайшей соседки по Солнечной системе, однако это были первые цветные снимки. На спускаемом аппарате находилось две «цветные» телефотометрические камеры TFZL-077. Они получали изображение, делая снимки через три цветных фильтра — синий, зеленый и красный.

В поле зрения панорамных камер «Венеры-13» находилась эталонная цветовая шкала. Получив синтезированные цветные изображения, земные ученые смогли откорректировать их по этой шкале. Целью съемки была поверхность планеты, однако в уголках панорам видно желтеющее небо. Четыре дня спустя, 5 марта, цветные снимки сделал дублер «Венеры-13», аппарат «Венера-14», проработавший на поверхности всего 57 минут. Желто-зеленый цвет Венеры тоже объясняется рэлеевским рассеянием. Однако, по словам заместителя руководителя лаборатории инфракрасной спектроскопии планетных атмосфер высокого разрешения МФТИ Александра Родина, именно такой цвет обусловлен, во-первых, повышенной плотностью венерианской атмосферы, а во-вторых, наличием в ней большого количества серной кислоты.

По краям от венерианской поверхности видны фрагменты неба. Фото: ИКИ РАН

«Цветного» покорения следующего небесного тела с атмосферой пришлось ждать больше десяти лет. 14 января 2005 года созданный в Европейском космическом агентстве (ESA) спускаемый аппарат «Гюйгенс», доставленный в систему Сатурна зондом NASA «Кассини», опустился на поверхность крупнейшего спутника Сатурна, Титана.

Долгое время считалось, что это самый большой спутник в Солнечной системе, но исследования «Вояджеров» в 1980-х показали, что Титан кажется крупнее, чем он есть, из-за плотной метановой атмосферы, которую принимали за поверхность спутника. Но даже за вычетом атмосферы это немаленькое небесное тело: среди спутников его обгоняет только юпитерианский Ганимед. Титан больше не только нашей Луны, но и Меркурия с Плутоном.

«Гюйгенс» проработал 147 минут во время спуска на парашюте и еще 72 минуты передавал сигналы с поверхности, успев отправить на Землю 700 мегабайт информации, в том числе было 350 снимков, некоторые из которых были цветными.

На фотографиях Титан выглядит хоть и безжизненным, но вполне мирным. На деле человек не продержался бы там и нескольких секунд. Фото: NASA/JPL/ESA/University of Arizona

Камеры аппарата запечатлели желто-коричневую поверхность спутника из замерзших углеводородов, только что омытую метановым дождем (климат на Титане не слишком хорош). Небо на сатурнианской луне тоже желто-коричневое, а сам спутник на снимках желто-зеленый. И здесь опять «работает» то самое рассеяние, только на других газах.

После того как астрономы сфотографировали пейзаж на Титане, в Солнечной системе не осталось «атмосферных» объектов с цветными небесами (планеты-гиганты, которые состоят из газа и жидкости, не в счет). На всех остальных небесных телах Солнечной системы, от Меркурия и до Плутона, небо будет черным — хоть на черно-белой, хоть на цветной фотографии. Там нет сколько-нибудь значимой атмосферы, а значит, рассеиваться солнечному свету не на чем.

В фантастических фильмах мы видим иные миры с небесами, кажется, всех цветов радуги. Но ответить на вопрос, какого цвета действительно может быть небо на планетах вне Солнечной системы (так называемых экзопланетах), ученые пока не могут. Мы можем только предполагать, какие у этих планет атмосферы: на сегодня открыто больше трех тысяч экзопланет, и большинство из них находятся в звездных системах, которые совсем не похожи на Солнечную. Да и сам свет звезд, которые освещают эти планеты, может быть совсем не таким, как свет от Солнца: планеты могут быть у красных карликов, у голубых гигантов, у белых гигантов и даже у почти фиолетовых (в видимом диапазоне) коричневых карликов.

Коричневый карлик — небесное тело, которое слишком мало, чтобы стать полноценной звездой, но из статуса планеты-гиганта уже выросло. Фото: R. Hurt/NASA

 Алексей Паевский

Почему на Земле закат красный, а на Марсе — голубой?

Оксид железа, он же ржавчина. Именно этому веществу Марс обязан своим вторым именем — Красная планета. Земле же выпала участь называться Голубой планетой, из-за запасов на ней воды и кислорода. Но когда дело доходит до закатов, цвета на планетах меняются местами. Как же так вышло, что на Красной планете голубые закаты и наоборот? У нас есть этому объяснение.

Для начала давайте разберемся: а какого вообще цвета солнечный свет? Вопреки тому, что наша звезда кажется желтой, она излучает именно белый свет. Воспользовавшись призмой, его можно разделить на спектр цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Так мы видим радугу в небе, когда роль призмы играет влага.

Именно состав атмосферы играет главную роль в разнообразии оттенков солнечного диска как у нас на Земле, так и на Марсе. Фотоны (элементарные частицы света) высокого спектра (голубой, синий и фиолетовый) рассеиваются гораздо быстрее, чем фотоны низкого спектра (красный оранжевый и желтый). С этим хорошо справляется плотная земная атмосфера: когда Солнце близко к горизонту, между ним и наблюдателем оказывается максимально толстый слой земной атмосферы, и светило становится совсем красным, а когда звезда находится в зените — слой гораздо тоньше, синие оттенки пробиваются активнее и, хотя Солнце все равно остается желтым, небосвод над нами окрашивается в голубой.

А что насчет Марса? Напомним, он почти в два раза дальше от Солнца, чем мы. Размер марсианского солнечного диска составляет всего две трети от земного. Но главное — особенности его атмосферы. Если сравнивать ее с земной, то можно сказать, что атмосферы на Марсе толком и нет: это всего 1% от того, что имеем мы. Но этого было бы недостаточно, чтобы сделать белое небесное светило голубым. Главную роль тут играет большое количество марсианской пыли, которой богата атмосфера планеты. Ученые NASA говорят, что она имеет «правильный размер», что позволяет голубому цвету проникать гораздо эффективнее. Они надеятся, что это поможет им в поисках ледяных облаков там, куда возможно уже совсем скоро высадятся первые космические колонисты.

Подводим итог: именно состав атмосферы планеты влияет на цвет солнечного диска, а его разница в пределах одной планеты в течение дня обусловлена тем, что чем ближе Солнце к горизонту, тем больше атмосферных помех встречает солнечный свет на пути к наблюдателю

Какого цвета закат на других планетах

Огненно-розовое, местами персиковое небо, так горячо всеми любимое на Земле… Закаты — это бесспорно уникальное преимущество нашей планеты. Но какие цвета появляются, когда Солнце садится на других небесных телах Солнечной системы? До недавнего времени даже в NASA полагали, что закаты как на Земле, так на Уране и Венере в целом схожи, но теперь мы точно знаем, что это не так. И вот почему.

Механизм заката зависит от планеты. На Марсе Солнце приходит и уходит с голубым свечением. По словам спецов из NASA, на Уране закатное небо переходит от голубого к бирюзовому. На Титане, одном из спутников Сатурна, небо становится сначала желтым, затем оранжевым и наконец коричневым, в процессе того, как Солнце опускается за горизонт. По словам ученых, цвета заката на других планетах неоднородны, поскольку в значительной степени его оттенки являются своего рода продуктом атмосферы отдельно взятой планеты и того, как частицы в ней рассеивают солнечный свет.

На Земле атмосфера состоит из крошечных молекул газа, в основном азота и кислорода, которые сначала поглощают, а затем излучают свет в другом направлении. Когда луч белого солнечного света проходит через атмосферу, некоторые цвета рассеиваются, изменяя окончательный цвет луча. Цвета с короткой длиной волны рассеиваются сильнее. А так как синее излучение имеет более короткую длину волны, в конце видимого спектра, он больше рассеивается в атмосфере, чем красный. Из-за этого эффекта небо имеет голубой цвет.

На закате, когда путь для света через атмосферу длиннее, синие и зеленые компоненты удаляются почти полностью, оставляя более длинные желтые, оранжевые и красные волны. Цвет неба зависит не только от того, что свет проходит под углом, но и от количества различных частиц, которые находятся в атмосфере. Яркий желто-оранжевый закат можно увидеть лишь когда атмосфера достаточно чиста. При этом чем больше частиц, тем краснее закат. Цвета заката обычно более яркие, чем цвета восхода, потому что вечерний воздух содержит больше частиц, чем утренний, так как в течение дня Солнце нагревает поверхность Земли, уменьшается относительная влажность, повышается скорость ветра и пыль поднимается в воздух. Иногда прямо перед восходом солнца или после заката можно увидеть зеленую вспышку.

Любая планета, в атмосфере которой преобладает газ, будет следовать аналогичной схеме. На Уране газообразные частицы водорода, гелия и метана в его атмосфере рассеивают голубые и зеленые короткие волны, поглощая более длинные красные волны. Это создает ярко-голубое небо, которое на закате становится бирюзовым.

Если в атмосфере преобладает что-то кроме газов, закат будет выглядеть иначе. Возьмите синий марсианский закат. Плотность атмосферного газа на Марсе составляет лишь около 1/80 от земного показателя. В процессе рассеивания света преобладают более крупные частицы пыли, а не газ. В исследовании 2014 года на основе данных с марсохода Spirit, ученые обнаружили занятный эффект. Молекулы газа, подобные тем, что находятся в составе земной атмосферы, рассеивают свет во всех направлениях. При этом пыль рассеивает свет в основном в одном направлении — только вперед. Более того, частицы пыли рассеивают красный свет под гораздо более широкими углами, чем синий свет. Поскольку синий свет не очень сильно рассеивается, он становится более насыщенным. Вот вам и рецепт марсианского заката, где синий свет примерно в шесть раз интенсивнее, чем красный.

Что касается других планет и лун, почти невозможно предсказать, как будет выглядеть закат, не имея полного понимания их состава атмосферы. Ученые полагают, что если эти небесные тела имеют газообразную атмосферу, то вы увидите более длинные волны света на закате, как на Земле. В свою очередь различные типы и размеры распределения пыли будут рассеивать свет уникальным образом.

На днях планетологи из Центра космических полетов NASA создали визуальную модель заката на Уране, Марсе, Венере, Титане и TRAPPIST-1 e — экзопланете у звезды TRAPPIST-1 в созвездии Водолея, имеющей диаметр, близкий к диаметру Земли. «Генератор планетарного спектра» помогает ученым понять, как свет передается через атмосферы небесных тел, чтобы понять, из чего состоят их атмосферы и поверхности. Кто знает, может совсем скоро мы узнаем, что наш закат вовсе не самый красивый и романтичный, а предложение выйти замуж лучше делать на фоне насыщенной закатной лазури Урана.

почему закаты красные и как предсказывать по ним погоду – Москва 24, 10.08.2015

Иллюстрация: Ольга Денисова

Мы наблюдаем закат каждый вечер, и каждый вечер он нас впечатляет, настраивает на медитативный лад и заставляет тянуться за смартфоном с камерой. Наши друзья из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» помогли разобраться, почему солнце и небо меняют цвет и как определить погоду на завтра без помощи метеорологов.

Если вы смотрите на заходящее солнце, сидя рядом с кем-то, ваш сосед увидит не совсем то же самое, что вы. Окраска луча зависит от того, как глаз воспринимает длину волны. А каждый человек в этом смысле чуточку уникален.

Солнце светит всеми лучами спектра одновременно. Короткие волны отвечают за фиолетовый цвет, а длинные – за красный. Однако эти волны попадают нам на сетчатку не напрямую, сначала они проходят сквозь атмосферу – газовый защитный слой Земли. Поскольку наша планета крутится вокруг Солнца, светило в течение дня находится в разном положении относительно ее поверхности, и толщина атмосферы, которая нас разделяет, также разная.

В полдень солнечные лучи проходят по короткому пути, падают отвесно и не успевают рассеяться. Именно поэтому с 12.00 до 15.00 нам приходится щуриться и носить темные очки. Вечером Солнце расположено перпендикулярно к позиции наблюдателя, преграда (атмосфера) в этот момент толще. Продраться через нее могут только длинные волны – красные. Вот почему этот цвет и его оттенки преобладают на небе во время заката.

Ссылка по теме

По цвету заката действительно можно определить погоду на ближайшие часы. Чем сильнее атмосфера заполонена облаками, тем сильнее она рассеивает лучи света. Лишь самые длинные, то есть самые красные, волны доберутся до нас. А значит алый закат – предвестник дождя. Тем же принципом прогнозирования можно руководствоваться на рассвете. Нужно только помнить, что утром атмосфера чище, чем в сумерках, так как не успела загрязниться, поэтому на восходе Солнце кажется ярче.

Екатерина Ефремова, Детский центр научных открытий «ИнноПарк»

О «Физике города»

Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему под нами дрожит земля, когда под нами проезжает поезд метро? И может ли в Москве произойти землетрясение? Какими видят нас люди из космоса?

Мы предложили коллегам из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, сколько велосипедистов нужно для освещения столицы, какие оптические иллюзии можно увидеть в городе и как начать экономить энергию, не выходя из дома. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.

Красное небо на восходе. Почему небо голубое, а закат красный? Распространение света в воздухе

В ясный солнечный день небо над нами выглядит ярко-синим. Вечером закат окрашивает небосвод в красные, розовые и оранжевые цвета. Так почему же небо голубое и что делает закат красным?

Какого цвета солнце?

Конечно солнце желтое! Ответят все жители земли и с ними будут не соглашаться жители Луны.

С Земли Солнце кажется жёлтым. Но в космосе или на Луне, Солнце казалось бы нам белым. В космосе нет атмосферы, которая рассеивает солнечный свет.

На Земле часть коротких волн солнечного света (голубой и фиолетовый цвета) поглощаются рассеянием. Оставшаяся часть спектра выглядят жёлтым цветом.

И еще в космосе небо выглядит тёмным или чёрным вместо голубого. Это результат отсутствия атмосферы, следовательно свет никак не рассеивается.

Но если спросить о цвете солнца вечером. Иногда ответ будет солнце КРАСНОЕ. Но почему?

Почему солнце на закате красное?

Когда Солнце движется к закату, то солнечному свету приходится проходить большее расстояние в атмосфере, что бы достичь наблюдателя. Меньше прямого света доходит до наших глаз и Солнце кажется менее ярким.

Так как солнечному свету приходится проходить большие расстояния, то происходит большее рассеивание. Красная часть спектра солнечных лучей лучше проходит сквозь воздух, чем синяя. И мы видим красное солнце. Чем ниже Солнце опускается к горизонту, чем больше воздушная «лупа», через которую мы его видим, и тем оно краснее.

По этой же причине Солнце кажется нам значительно большим в диаметре, чем днём: воздушный слой играет роль увеличительного стекла для земного наблюдателя.

Небо вокруг заходящего солнца может быть окрашено в разные цвета. Наиболее красивым небо бывает тогда, когда воздух содержит множество маленьких частиц пыли или воды. Эти частицы отражают свет во всех направлениях. В этом случае происходит рассеяние более коротких световых волн. Наблюдатель видит световые лучи более длинных волн, и поэтому небо кажется красным, розовым или оранжевым.

Видимый свет является разновидностью энергии, способной перемещаться через пространство. Свет от Солнца или лампы накаливания кажется белым, хотя в действительности он является смесью всех цветов. Основные цвета, из которых сложен белый цвет это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета непрерывно переходят один в другой, поэтому кроме основных цветов имеется ещё огромное количество всевозможных оттенков. Все эти цвета и оттенки можно наблюдать на небе в виде радуги, возникающей в области повышенной влажности.

Воздух, заполняющий всё небо, является смесью мельчайших молекул газа и небольших твёрдых частиц, таких как пыль.

Солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по Закону рассеяния Релея. По мере продвижения света через атмосферу большая часть длинных волн оптического спектра проходит без изменений. Только незначительная часть красного, оранжевого и жёлтого цветов взаимодействует с воздухом, натыкаясь на молекулы и пыль.

Когда свет сталкивается с молекулами газа, то может произойти отражение света в различных направлениях. Некоторые цвета, например, красный и оранжевый, напрямую достигают наблюдателя, непосредственно проходя через воздух. Но большая часть синего света переотражается от молекул воздуха во всех направлениях. Таким образом происходит рассеивание синего света по всему небу и оно кажется голубым.

Однако, многие более короткие волны света поглощаются молекулами газов. После поглощения голубой цвет излучается во всех направлениях. Он рассеивается повсюду на небе. В каком бы направлении не посмотреть, часть из этого рассеянного синего света достигает наблюдателя. Так как синий свет виден повсюду над головой, то и небо выглядит голубым.

Если посмотреть в сторону горизонта, то небо будет иметь более бледный оттенок. Это является результатом того, что свет проходит большее расстояние в атмосфере до наблюдателя. Рассеянный свет снова рассеивается атмосферой, и меньше голубого цвета достигает глаз наблюдателя. Поэтому цвет неба у горизонта кажется бледнее или даже кажется совсем белым.

Почему космос черный?

В космическом пространстве отсутствует воздух. Так как там нет препятствий, от которых свет мог бы отражаться, то свет распространяется напрямую. Лучи света не рассеиваются, и «небо» выглядит тёмным и чёрным.

Атмосфера.

Атмосфера — это смесь газов и других веществ, которые окружают Землю, в виде тонкой, в основном прозрачной оболочки. Атмосфера удерживается на месте благодаря притяжению Земли. Основными компонентами атмосферы являются азот (78,09%), кислород (20,95%), аргон (0,93%) и диоксид углерода (0.03%). Так же в атмосфере содержатся в небольших количествах вода (в разных местах её концентрация колеблется от 0% до 4%), твёрдые частицы, газы неон, гелий, метан, водород, криптон, озон и ксенон. Наука, которая изучает атмосферу, называется метеорологией.

Жизнь на Земле была бы невозможна без наличия атмосферы, которая поставляет кислород, необходимый нам для дыхания. Кроме того, атмосфера выполняет и другую важную функцию — она выравнивает температуру по всей планете. Если бы атмосферы не было, то в одних местах планеты могла бы быть испепеляющая жара, а в других местах сильнейший холод, диапазон температур мог бы колебаться от -170°C ночью до +120°C днём. Так же атмосфера защищает нас от вредного излучения Солнца и космоса, поглощая и рассеивая его.

Строение атмосферы

Атмосфера состоит из разных слоёв, разделение на эти слои происходит по их температуре, молекулярному составу и электрическим свойствам. Эти слои не имеют ярко выраженных границ, они сезонно изменяются, и кроме того их параметры меняются на разных широтах.

Гомосфера

• Нижние 100 км, включая Тропосферу, Стратосферу и Мезопаузу.
• Составляет 99% массы атмосферы.
• Молекулы не разделяются по молекулярному весу.
• Состав достаточно однороден, за исключением некоторых небольших локальных аномалий. Однородность поддерживается постоянным смешиванием, турбуленцией и турбулентной диффузией.
• Вода является одним из двух компонентов, распределённых неравномерно. Когда водяной пар поднимается вверх, он охлаждается и конденсируется, возвращаясь затем на землю в виде осадков — снега и дождя. Стратосфера сама по себе очень сухая.
• Озон является другой молекулой, распределение которой неравномерно. (Об озоновом слое в стратосфере читайте ниже.)

Гетеросфера

• Простирается выше гомосфераы, включает в себя Термосферу и Экзосферу.
• Разделение молекул этого слоя основано на их молекулярных массах. Более тяжёлые молекулы, такие как азот и кислород, концентрируются в нижней части слоя. Более лёгкие, гелий и водород, преобладают в верхней части гетеросферы.

Разделение атмосферы на слои в зависимости от их электрических свойств.

Нейтральная атмосфера

Ионосфера

• Примерно выше 100 км.
• Содержит электрически заряженные частицы (ионы), возникающие при поглощении ультрафиолетового света
• Степень ионизации изменяется с высотой.
• Различные слои отражают длинные и короткие радиоволны. Это позволяет радиосигналам, распространяющимся по прямой, огибать сферическую поверхность земли.
• В этих атмосферных слоях происходят полярные сияния.
• Магнитосфера
  является верхней частью ионосферы, простирающейся примерно до высоты 70000 км, эта высота зависит от интенсивности солнечного ветра. Магнитосфера защищает нас от заряженных частиц высоких энергий солнечного ветра, удерживая их в магнитном поле Земли.

Разделение атмосферы на слои в зависимости от их температур

Высота верхней границы тропосферы
зависит от сезонов и широты. Она простирается от земной поверхности до высоты примерно 16 км у экватора, и до высоты 9 км на Северном и Южном полюсах.

• Префикс «тропо» означает изменения. Изменение параметров тропосферы происходит из-за погодных условий — например, из-за перемещения атмосферных фронтов.
• С увеличением высоты температура падает. Тёплый воздух поднимается вверх, затем охлаждается и спускается обратно на Землю. Этот процесс называется конвекцией, он возникает в следствии движения воздушных масс. Ветры в этом слое дуют преимущественно вертикально.
• Этот слой содержит больше молекул, чем все другие слои, вместе взятые.

Стратосфера
— простирается примерно от высоты 11 км до 50 км.

• Имеет очень тонкий слой воздуха.
• Префикс «страто» относится к слоям или разделению на слои.
• Нижняя часть Стратосферы довольно спокойная. Реактивные самолёты часто летают в нижней части Стратосферы для того, что бы обойти плохую погоду в Тропосфере.
• В верхней части Стратосферы дуют сильные ветры, известные как высотные струйные течения. Они дуют горизонтально со скоростями до 480 км/час.
• Стратосфера содержит «озоновый слой», расположенный на высоте примерно 12 до 50 км (в зависимости от широты). Хотя концентрация озона в этом слое всего 8 мл/м 3 , он очень эффективно поглощает вредные ультрафиолетовые лучи солнца, тем самым защищая жизнь на земле. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода. Молекулы кислорода, которыми мы дышим, содержат два атома кислорода.
• Стратосфера очень холодная, её температура составляет примерно -55°C в нижней части и возрастает с высотой. Увеличение температуры связано с поглощением ультрафиолетовых лучей кислородом и озоном.

Мезосфера
— простирается до высот примерно 100 км.

От красного до фиолетового, которые являются главными цветами спектра. Цвет, видимый глазом, объясняется длиной световой волны. Соответственно, красный цвет дает самую длинную световую , а фиолетовый – самую короткую.

Во время заката человек может наблюдать диск , быстро приближающийся к линии горизонта. При этом солнечный свет проходит через все большую толщу . Чем больше длина световой волны, тем меньше она подвержена поглощению атмосферным слоем и присутствующими в нем аэрозольными взвесями. Что пояснить этот феномен, нужно рассмотреть физические свойства синего и красного цветов, привычных оттенков неба.

Когда солнце находится в зените, наблюдатель может сказать, что небо голубое. Это связано с различиями в оптических свойствах синего и красного цветов, а именно способностей к рассеиванию и поглощению. Синий цвет поглощается сильнее красного, однако его способность к рассеиванию гораздо выше (в четыре раза) аналогичной способности красного цвета. Отношение длины волны к интенсивности света – доказанная физическая закономерность, имеющая название «рэлеевский закон синего неба».

Когда солнце находится высоко, слой атмосферы и взвесей, отделяющий небо от глаз наблюдателя, относительно небольшой, короткая волна синего цвета не поглощается полностью, а высокая способность к рассеиванию «заглушает» остальные цвета. Поэтому днем небо кажется голубым.

Когда наступает время заката, солнце начинает стремительно опускаться к линии истинного горизонта, и слой атмосферы резко увеличивается. По прошествии определенного времени слой становится настолько плотным, что синий цвет практически полностью поглощается, а красный цвет благодаря высокой устойчивости к поглощению выходит на первый план.

Таким образом, на закате небо и само светило видится человеческому глазу в различных оттенках красного, от оранжевого до ярко-алого. Следует отметить, что на восходе солнца наблюдается то же самое и по тем же причинам.

Приятно смотреть в ослепительно голубое небо или наслаждаться багровым закатом. Многие люди с удовольствием любуются красотами окружающего мира, но далеко не все понимают природу того, что они наблюдают. В частности, им трудно дать ответ на вопрос, почему небо голубое, а закат красный.

Солнце излучает чистый белый свет. Вроде бы и небо должно быть белым, но оно видится ярко-голубым. Почему так происходит?

Ученые несколько столетий не могли объяснить голубой цвет неба. Из школьного курса физики все , что белый свет с помощью призмы можно разложить на составляющие его цвета. Для их существует даже простая фраза: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Начальные слов этой фразы позволяют запомнить порядок цветов в : красный, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Ученые предположили, что голубой цвет неба вызван тем, что голубая составляющая солнечного спектра лучше всего достигает поверхности Земли, тогда как другие цвета поглощаются озоном или рассеянной в атмосфере пылью. Объяснения были достаточно интересные, но они не подтвердились опытами и расчетами.

Попытки объяснить голубой цвет неба не прекращались, и в 1899 году лорд Рэлей выдвинул теорию, наконец-то давшую ответ на этот вопрос. Выяснилось, что голубой цвет неба вызван свойствами молекул воздуха. Какое-то количество идущих от Солнца лучей без помех достигает поверхности Земли, но основная их часть поглощается молекулами воздуха. Поглощая фотоны, молекулы воздуха заряжаются (возбуждаются) и уже сами испускают фотоны. Но эти фотоны имеют другую длину волны, при этом среди них преобладают фотоны, дающие голубой цвет. Именно поэтому небо выглядит голубым: чем более солнечный стоит день и чем меньше облачности, тем более насыщенным становится этот голубой цвет неба.

Но если небо голубое, то почему во время заката оно окрашивается в багровые тона? Причина этого очень проста. Красная составная часть солнечного спектра гораздо хуже поглощается молекулами воздуха, чем остальные цвета. Днем солнечные лучи входят в атмосферу Земли под углом, напрямую зависящим от широты, на которой находится наблюдатель. На экваторе этот угол будет близок к прямому, ближе к полюсам он будет уменьшаться. По мере движения Солнца, слой воздуха, который надо пройти световым лучам, до того как достигнуть глаза наблюдателя, увеличивается – ведь Солнце уже не над головой, а клонится к горизонту. Толстый слой воздуха поглощает основную часть лучей солнечного спектра, но красные лучи достигают наблюдателя почти без потерь. Именно поэтому закат выглядит красным.

26 апреля 2012 года в небе над Москвой появились странные зеленоватые облака. Необъяснимое явление встревожило жителей столицы и взбудоражило российский интернет. Было высказано предположение, что на одном из предприятий произошла авария, которая сопровождалась выбросом в атмосферу вредных для здоровья химических веществ. К счастью, информация не подтвердилась.

Инструкция

Главный санитарный врач Российской Федерации Геннадий Онищенко заявил, что по официальным данным на химических заводах Подмосковья и близлежащих регионов аварий не было. Между тем, в некоторых районах Москвы люди действительно почувствовали себя хуже. Аллергики и астматики поняли причину этого аномального явления.

После затяжной зимы в первых числах апреля резкое потепление, вызвавшее стремительный сход снежного покрова, раннее распускание листьев на деревьях и цветение сразу нескольких их видов: березы, ольхи,

Одной из отличительных черт человека является любознательность. Наверное, каждый, будучи ребенком, смотрел на небо и задавался вопросом: «почему небо голубое?». Как оказывается, ответы на такие, кажется, простые вопросы требуют некоторой базы знаний в области физики, а потому не каждый родитель сможет верно объяснить ребенку причину указанного явления.

Рассмотрим данный вопрос с научной точки зрения.

Диапазон длин волн электромагнитного излучения охватывает почти весь спектр электромагнитного излучения, в который входит и видимое для человека излучение. На представленном ниже изображении показана зависимость интенсивности излучения Солнца от длины волны этого излучения.

Анализируя данное изображение, можно отметить тот факт, что видимое излучение также представлено неравномерной интенсивностью для излучения различных длин волн. Так относительно малый вклад в видимое излучение дает фиолетовый цвет, и наибольший – синий и зеленый цвета.

Почему небо голубое?

Прежде всего на этот вопрос нас наталкивает тот факт, что воздух – бесцветный газ и не должен излучать синий свет. Очевидно, что причиной подобного излучения является наша звезда.

Как известно, белый свет на самом деле является комбинацией излучения всех цветов видимого спектра. С помощью призмы можно явно разложить свет на весь диапазон цветов. Подобный эффект возникает в небе после дождя и образует радугу. Когда же солнечный свет попадает в земную атмосферу, он начинает рассеиваться, т.е. излучение меняет свое направление. Однако, особенность состава воздуха такова, что при попадании света в него, излучение с короткой длиной волны рассеивается сильнее, чем длинноволновое излучение. Таким образом, беря во внимание изображенный ранее спектр, можно заметить, что красный и оранжевый свет, практически не будут менять своей траектории, проходя через воздух, в то время как фиолетовое и голубое излучения будут заметно менять свое направление. По этой причине в воздухе возникает некий «блуждающий» коротковолновый свет, который постоянно рассеивается в этой среде. В результате описанного явления, кажется, что коротковолновое излучение видимого спектра (фиолетовый, голубой, синий) излучается в каждой точке неба.

Общеизвестный факт восприятия излучения состоит в том, что глаз человека может уловить, увидеть, излучение только в том случае, если оно непосредственно попало в глаз. Тогда, смотря в небо, Вы вероятнее всего будете видеть оттенки того видимого излучения, длина волны которого наименьшая, так как именно оно рассеивается в воздухе лучше всего.

Почему же смотря на Солнце Вы не видите отчетливо красный цвет? Во-первых, внимательно рассмотреть Солнце человеку вряд ли удастся, так как интенсивное излучение может повредить зрительный орган. Во-вторых, несмотря на существование такого явления как рассеяние света в воздухе, все же большая часть света, излучаемого Солнцем, доходит до поверхности Земли не подвергаясь рассеиванию. А потому все цвета видимого спектра излучения совмещаются, формируя свет с более выраженным белым цветом.

Вернемся к рассеянному воздухом свету, цвет которого, как мы уже определили, должен иметь наименьшую длину волны. Из видимого излучения наименьшей длиной волны обладает фиолетовый, следом идет голубой, и несколько длиннее волны имеет синий цвет. Принимая во внимание неравномерную интенсивность излучения Солнца, становится ясно, что вклад фиолетового цвета мизерный. Поэтому наибольший вклад в рассеянное воздухом излучение несет голубой цвет, а следом – синий.

Почему закат красный?

В случае, когда Солнце прячется за горизонт, мы можем наблюдать то самое длинноволновое излучение красного-оранжевого цвета. В данном случае свет от Солнца должен пройти заметно большее расстояние в атмосфере Земли, прежде чем достигнет глаз наблюдателя. В месте, где излучение Солнца начинает взаимодействовать с атмосферой, наиболее выраженными являются голубой и синий цвета. Однако, с расстоянием коротковолновое излучение теряет свою интенсивность, так как значительно рассеивается по пути. В то время как длинноволновое излучение отлично справляется с преодолением таких больших расстояний. Вот почему Солнце красное на закате.

Как было упомянуто раньше, хоть длинноволновое излучение и слабо рассеивается в воздухе, все же рассеяние имеет место быть. Поэтому находясь на горизонте, Солнце излучает свет, из которого до наблюдателя доходит лишь излучение красно-оранжевых оттенков, которое несколько успевает рассеяться в атмосфере, образуя ранее упомянутый «блуждающий» свет. Последний и окрашивает небо в пестрые оттенки красного и оранжевого цвета.

Почему облака белые?

Говоря об облаках, известно, что они состоят из микроскопических капелек жидкости, которая рассеивает видимый свет почти равномерно, независимо от длины волны излучения. Тогда рассеянный свет, направленный во все стороны от капельки, рассеивается вновь на других капельках. При этом комбинация излучений всех длин волн сохраняется, и облака «светятся» (отражаются) белым цветом.

Если погода пасмурная, то солнечное излучение доходит до поверхности Земли в незначительном количестве. В случае с большими облаками, или их большим количеством, некоторая доля солнечного света поглощается, потому небо тускнеет и принимает окрас серого цвета.

Казалось бы, в школе каждый прилежный и не очень прилежный ученик знает, на какие цвета раскладывается спектр, что из себя представляет каждый из цветов. Однако как бы прилежно не учился ребенок, ему никогда не ответят на главные вопросы, беспокоящие его непоседливый ум с самого раннего детства: почему небо голубое и почему закат красный?

Если немного окунуться в физику, то можно найти, что самым плохим рассеиванием обладает красный спектр. Именно поэтому для того, чтобы огни какого-либо объекта были видны издалека, их делают красного цвета. И все-таки, почему закат красный, а не синий или не зеленый?

Попробуем рассуждать логически. Когда солнце находится прямо у горизонта, его лучам приходится преодолеть намного больший слой атмосферы, нежели когда солнце располагается в зените. Благодаря своей малой рассеиваемости красный цвет практически беспрепятственно проходит этот слой атмосферы, а все остальные цвета спектра настолько сильно рассеиваются, проходя через толщу воздушного пространства Земли, что их фактически совсем не видно. Вот оказывается почему закат красный!

Из этого можно сделать вывод, что закат будет тем краснее, чем больший слой атмосфера находится между солнцем и нашим глазом. Также для того, чтобы закат был более красным, или даже багровым, необходимо просто запылись и загрязнить воздух, тогда другие цвета, кроме красного, будут еще больше рассеиваться.



Всем известно, что в зависимости от небесной точки, в которой мы наблюдаем Солнце, цвет его может сильно различаться.

Например, в зените оно белое, на закате – красное, а иногда даже багровое. На самом деле, это только видимость – меняется не цвет нашего светила, а его восприятие человеческим глазом. Почему же так происходит?

Солнечный спектр представляет собой сочетание семи основных цветов – вспомним радугу и известную присказку про охотника и фазана, с помощью которой определяется цветовая последовательность: красный, желтый, зеленый и так до фиолетового цвета.

Но в атмосфере, наполненной самыми различными видами аэрозольных взвесей (водяных паров, частичек пыли), каждый цвет рассеивается по-разному. Например, лучше всего рассеиваются фиолетовый и синий, а хуже – красный. Это явление называется дисперсией солнечного света.

Причина заключается в том, что цвет, по сути, является электромагнитной волной определенной длины. Соответственно, разные волны имеют различные длины. А глаз воспринимает их в зависимости от толщины атмосферного воздуха, отделяющего его от источника света, то есть Солнца.

Находясь в зените, оно кажется белым, потому что солнечные лучи падают на поверхность Земли под прямым углом (подразумевается, естественно, то место поверхности, где находится наблюдатель), и толщина воздуха, влияющая на преломление света, относительно невелика. Белым же человеку кажется сочетание всех цветов сразу.

Небо, кстати, видится голубым также вследствие дисперсии света: поскольку синий, фиолетовый и голубой цвета, обладая самыми короткими волнами, рассеиваются в атмосфере намного быстрее остальной части спектра. То есть, пропуская красные, желтые и другие лучи с более длинными волнами, атмосферные частицы воды и пыли рассеивают в себе голубые лучи, которые и придают небу его цвет.

Чем дальше Солнце совершает свой обычный дневной путь и опускается к линии горизонта, тем больше становится толщина атмосферного слоя, через которую приходится проходить солнечным лучам, и тем больше они рассеиваются. Наиболее устойчивым к рассеянию является красный цвет, так как имеет наибольшую длину волны. Поэтому только он воспринимается глазами наблюдателя, который смотрит на заходящее светило. Остальные цвета солнечного спектра полностью рассеиваются и поглощаются находящейся в атмосфере аэрозольной взвесью.

В итоге налицо прямая зависимость рассеяния спектральных лучей от толщины атмосферного воздуха и плотности взвеси, которую он содержит. Яркие подтверждения тому можно наблюдать при глобальных выбросах в атмосферу более плотных, чем воздух, веществ, например, вулканической пыли.

Так, после 1883 года, когда произошло знаменитое извержение вулкана Кракатау, довольно долго в самых различных местах планеты можно было видеть необычайные по яркости красные закаты.

Какого цвета закат на других планетах?

Огненно-розовое и персиковое закатное небо — уникальное украшение нашего дома на Земле. Но какие цвета появляются, когда солнце садится на других планетах солнечной системы?

Ответ зависит от планеты. На Марсе солнце приходит и уходит с голубым свечением. По данным НАСА, на Уране закатное небо переходит от синего к бирюзовому. А на Титане, одном из спутников Сатурна, небо меняет цвет с желтого на оранжевое на коричневое, когда солнце опускается за горизонт.

Цвета заката неоднородны, потому что, по большей части, эти оттенки являются продуктом атмосферы каждой планеты и того, как частицы в ней рассеивают солнечный свет, по словам Курта Элера, профессора математики в Колледже Траки в Рино, штат Невада, и ведущий автор статьи 2014 года в журнале Applied Optics , в которой исследовалось, почему марсианский закат выглядит синим.

Связано: Есть ли солнечные затмения на других планетах?

«Это сложно», — сказал Элер Live Science.«У всех было предвзятое мнение, что механизм [закатов] является копией того, что мы видим на Земле». Но это не так.

На Земле атмосфера состоит из крошечных молекул газа, в основном азота и кислорода, которые более эффективно рассеивают — то есть поглощают и переизлучают в другом направлении — коротковолновый свет, такой как синий и фиолетовый, чем он. длиннее красные волны. Избирательный тип рассеяния, вызываемого небольшими молекулами, называется рассеянием Рэлея.Это дает нам голубое небо в полдень, но на закате и восходе солнца, когда солнечный свет должен идти дальше, больше синего света рассеивается; это более длинные красные и желтые волны, которые достигают нашего взгляда, создавая яркие оттенки красного, которые мы видим.

Обратите внимание, что когда световые волны определенной длины рассеиваются, они повторно излучаются в разных направлениях. (Изображение предоставлено Shutterstock)

По словам Элера, любая планета, в атмосфере которой преобладает газ, будет следовать аналогичной схеме с более длинными цветами, которые становятся более доминирующими на закате.По данным НАСА, на Уране, например, газовые частицы водорода, гелия и метана в его атмосфере рассеивают синий и зеленый более короткие волны, поглощая (но в основном не переизлучая) более длинные красные волны. Это создает ярко-голубое небо, которое становится бирюзовым на закате, поскольку синий свет рассеивается относительно более длинных зеленоватых волн.

Если в атмосфере планеты преобладает нечто иное, чем газы, все в том, как выглядит закат, будет другим.Возьмите синий марсианский закат. «Плотность атмосферного газа составляет всего 1/80 от того, что здесь есть», — сказал Элер о Марсе. «В рассеянии преобладают более крупные частицы пыли».

В исследовании 2014 года, в котором использовались данные марсохода Spirit, Элер и его коллеги обнаружили, что марсианская пыль рассеивает свет совсем не так, как молекулы газа. «Причина [] синего заката — это узор, в котором свет рассеивается этими [пылевыми] частицами», — сказал он.

Молекулы газа, подобные тем, что здесь, на Земле, рассеивают свет во всех направлениях.Напротив, пыль рассеивает свет в основном в одном направлении — прямом, сказал Элер. Более того, частицы пыли рассеивают красный свет под гораздо более широкими углами, чем синий свет. Поскольку синий свет не рассеивается очень широко, он становится более концентрированным, поэтому «синий свет примерно в шесть раз интенсивнее красного света» на Марсе, сказал Элер.

Связано: Сколько бы вы весили на других планетах?

Когда вы смотрите на марсианский закат, вы на самом деле видите, что «диск солнца белый, потому что свет не меняет цвет, когда проходит через марсианскую атмосферу», — сказал Элер: «Вокруг солнца есть голубоватое свечение. .А дальше небо становится красноватым. Там вы видите красные огни, рассеянные под большими углами ».

Что касается других планет и лун, почти невозможно предсказать, как будет выглядеть закат, не имея полного представления об их атмосферном составе. Если эти небесные тела имеют Газообразная атмосфера, вы ожидаете увидеть более длинные волны света на закате, сказал Элер.

«Я не могу вам сказать, где [в] атмосфере преобладают другие вещества», — сказал Элер.Пыль разных типов и размеров будет уникальным образом рассеивать свет. Другими словами, если вы думаете, что закат на Земле «не из этого мира», подумайте еще раз — это действительно эксклюзивная особенность, присущая планетам с газовой атмосферой.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Что придает цвет закату?

Однажды вечером взгляните на небо, и вы, вероятно, увидите, как свежее голубое небо после полудня сменяется красновато-оранжевым оттенком, простирающимся на многие мили.Вы можете спросить: почему цвет неба меняется в разное время дня? Ответ связан с тем, как свет Солнца взаимодействует с атмосферой, окружающей Землю.

Свет распространяется волнами. Каждый цвет, который мы видим, определяется длиной этих волн. Красные волны — самые длинные, и по мере того, как вы проходите через радугу, волны становятся все короче и короче, пока вы не достигнете синего и фиолетового, которые являются самыми маленькими.

Когда свет Солнца движется к нам, сначала все, что он встречает, — это пустота космоса.Но здесь, на Земле, в воздухе вокруг нас кружатся тысячи почти невидимых частиц. Пыль и капли воды являются более крупными, но есть также мельчайшие молекулы газа — в основном кислород и азот — которые составляют сам воздух. Волны с длиной волны, которые попадают в атмосферу Земли, сталкиваются с этими частицами, из-за чего свет отражается во многих разных направлениях. Подумайте об этом так: если вы когда-нибудь были в переполненном павильоне бамперных машин в парке развлечений, натыкались на другие машины и врезались в себя, вы играли роль световой волны.

Но не все длины волн колеблются в одинаковой степени.

«Атмосфера действует как фильтр, и это всегда происходит, вам просто не обязательно знать об этом. По сути, это эффект избирательного рассеяния, — говорит Стивен Корфиди, метеоролог Национального управления океанических и атмосферных исследований.

Голубые волны из-за их меньшего размера легче рассеиваются во многих направлениях. Красные волны с большей длиной волны меньше всего рассеиваются этими крошечными частицами в воздухе.

Днем, когда свет проходит через атмосферу на кратчайшее расстояние, мы видим синие волны, рассеянные по небу. Однако в конце дня свету приходится проходить через гораздо большую часть атмосферы, и этим коротким синим световым волнам нелегко пройти сквозь все молекулы. В основном они разбегаются, прежде чем достигают нас. В результате получается то красное небо, которое мы видим на закате, поскольку более длинные красные волны все еще могут проникать в атмосферу.

Итак, когда вы видите красное небо ночью, просто помните, что на самом деле это последний выживший из всей радуги цветов.

Наука о цвете заката: почему самые холодные месяцы года дают лучшие закаты

В последнее время, когда температура упала, закаты в офисе Vox в Вашингтоне, округ Колумбия, были удивительно красивыми.

Ближе к сумеркам, насыщенные кораллово-розовые, красные и персиковые апельсины окутали горизонт. Среди цветов облака, похожие на падающие полотна ткани, плывут, как будто они пытаются собрать парашют для нашей тонущей звезды.

Нам пришло в голову, что, поскольку дни стали короче, а закаты наступают раньше, у нас просто больше шансов заметить их на работе.

Но мы также должны были задаться вопросом: возможно ли, что поздние осенние и зимние закаты просто … лучше?

По словам метеоролога NOAA Стивена Корфиди, закаты действительно лучше в холодные месяцы года.

Корфиди говорит, что пиковый сезон заката для средних широт (например, северо-восток США) приходится на ноябрь-февраль, и это связано с сочетанием нескольких метеорологических факторов.По его словам, закат не зависит от загрязнения окружающей среды смогом (вопреки расхожему мнению). То есть, если вы не любите туманные закаты.

Корфиди занимается предсказанием штормов, но всю жизнь увлекается наукой о закатах. По его словам, сначала он заинтересовался метеорологией из-за закатов. «Мне понравилось, как небо день ото дня менялось», — говорит он. Каждый день приносит новый закат, и он хотел знать, почему.

Конечно. Красота субъективна. Для меня (и для Корфиди) красивый закат — это ярко окрашенный.«Замечательное слово было бы« спектрально чистым », — говорит он, с красными и оранжевыми оттенками, которые выглядят так, будто их вытащили из коробки с мелками Crayola. Некоторым людям нравятся более приглушенные закаты, и это нормально.

Но прежде чем мы объясним, почему зимние закаты так хороши, давайте посмотрим, как мы получаем эти прекрасные цвета позднего дня в любое время года.

Закаты, объяснение

Закатные цвета создаются в результате явления, называемого рэлеевским рассеянием. Это то же явление, из-за которого небо днем ​​кажется голубым.

Солнечный свет содержит все цвета радуги. Но не все цвета достигают земли в одинаковой концентрации. Молекулы азота и кислорода в нашей атмосфере действуют как маленькие зеркала, в частности, для синего и фиолетового света. Это означает, что на землю падает не так много синего или фиолетового света. Вместо этого он колеблется в нашей атмосфере, создавая голубой купол неба, с которым мы все так хорошо знакомы.

Когда вы видите диаграмму, становится понятнее.

NOAA

На закате свет должен пройти через большие расстояния атмосферы, чтобы достичь наших глаз, поэтому отфильтровывается еще больше синего света и даже немного зеленого и желтого света.Это оставляет нам более теплые оттенки видимого света, красного и оранжевого, и именно поэтому многие закаты выглядят как огонь.

Но почему они кажутся более насыщенными в более холодные месяцы? «Эти цвета связаны с определенными атмосферными условиями», — говорит Корфиди.

Низкая влажность + более чистый воздух = более насыщенные цвета заката

Когда на улице холодно, обычно менее влажно, а это значит, что в воздухе меньше водяного пара. Но объяснение того, почему низкая влажность способствует лучшему закату, немного косвенно.

Даже сверкающий чистый воздух не «чистый». Он наполнен крошечными частицами, называемыми аэрозолями. Это могут быть химические вещества, которые естественным образом вырабатываются деревьями, они могут быть вызваны ветром, поднимающим грязь и пыль в атмосферу, или возникать из искусственных источников загрязнения. Эти аэрозоли гигроскопичны, «что является причудливым способом сказать, что молекулы водяного пара прилипают к большому количеству этих частиц», — говорит Корфиди.

Когда эти аэрозоли притягивают водяной пар, они разбухают. «По мере увеличения они становятся похожими на любой объект, который вы видите невооруженным глазом», — говорит он.То есть они закрывают обзор.

«По сути, они действуют как бумажная салфетка в воздухе, они рассеивают свет», — говорит он. «Они уменьшают интенсивность света и снижают спектральную чистоту». (Некоторые люди думают, что смог и загрязнение способствуют лучшему закату, говорит он, но это миф. Также: некоторым людям могут понравиться более прозрачные закаты, создаваемые закрытым воздухом.)

Такой четкий и сухой воздух позволяет более чистым цветам проникать в наши глаза.

Зимой становится еще лучше. Большая часть воздуха, которым мы дышим, спустилась из Арктики, где меньше деревьев и где производятся промышленные предприятия по производству аэрозолей.Таким образом, воздух не только становится чище из-за низкой влажности, но и становится немного чище для начала.

Но это еще не все.

Сумерки длится дольше ближе к солнцестоянию. Так что эти чистые закаты сохраняются.

По мере приближения к зимнему солнцестоянию время, необходимое солнцу для заката, увеличивается из-за угла, под которым солнце садится в землю. Во время равноденствий солнце в значительной степени опускается в землю под углом 90 градусов. Ближе к зимнему солнцестоянию солнце садится под большим углом, увеличивая время, необходимое для заката.То есть: цвета заката остаются ближе к зимнему солнцестоянию, что позволяет нам наслаждаться ими дольше.

И последнее: облака могут быть более благоприятными для красивых закатов зимой. «Зимой более вероятно, что вы получите четко очерченные облачные системы», — говорит он, — результат более сильного температурного градиента между северными и южными широтами и более сильного реактивного течения. После дня или двух облаков, дождя или снега, когда эти погодные системы перемещаются на запад, они создают условия для потрясающих закатов, скрытых облаками.

Мы смотрим на закат в западном небе, они создают театральный фон для солнца. Эти облака затем могут отражать эти прекрасные теплые оттенки обратно в наши глаза, усиливая впечатление.

Часть красоты в сюрпризе

Учитывая все эти переменные, я задавался вопросом: можно ли предсказать великие закаты? Вы можете предсказать их, говорит Корфиди, с помощью данных о влажности и понимания того, где облака будут располагаться ближе к закату.

Но, может, и не стоит.

Часть красоты заката заключается в том, что к концу дня вас застают врасплох, удивляют, восхищают и ослепляют. «Я думаю, что интуиция — это довольно забавная часть».

Потрясающий зимний закат в Норвегии. Мартин Цвик / REDA & CO / Universal Images Group через Getty Images

Красное небо ночью: наука о закатах

Недавней осенней ночью здесь, в Вашингтоне, округ Колумбия, солнце, казалось, олицетворяло стихотворение Дилана Томаса: Не уходи нежно в эту спокойную ночь… Ярость, гнев против смерти света. Алое небо вдохновило многих зрителей схватить фотоаппараты и натолкнуло на вопрос: почему одни закаты такие захватывающие, а другие — просто путаница?

Мы попросили Стивена Корфиди, метеоролога Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), который писал о науке о красочных закатах, помочь нам увидеть свет.

Говоря простым языком, что делает хороший закат?

Думаю, это зависит от того, как вы определяете «хороший», но я предполагаю, что вы имеете в виду поразительно красочный, где цвета спектрально чистые — скажем, ярко-оранжевый или красный — в отличие от более приглушенной палитры.

Имейте в виду, что то, что мы видим человеческими глазами, — это лишь крошечная часть электромагнитного излучения, испускаемого солнцем. Это излучение содержит широкий спектр длин волн, но ваши глаза чувствительны только к определенным его частям: так называемым видимым длинам волн. Разные цвета связаны с разными длинами волн.

И в зависимости от того, что случилось со светом до того, как он попал к вам, некоторые из этих длин волн видимого диапазона даже не достигают вашего глаза. Его части поглощаются и отфильтровываются в атмосфере.

Итак, действительно, каждую ночь хороший закат; мы просто не всегда можем увидеть это с земли. Вы могли заметить это, если когда-нибудь взлетали на самолете на закате. С земли это может не походить на что-то особенное, просто беловато-розовое небо, потому что вы все еще находитесь в «пограничном слое» атмосферы. Вот где задерживаются все крупные частицы, такие как пыль и загрязнения. Но когда самолет поднимается над пограничным слоем и попадает в более чистый воздух, закат внезапно становится очень ярким.Все дело в перспективе.

Хорошо, давайте поговорим о взгляде типичного землянина. Почему мы видим больше оранжевого и красного цветов на небе во время восхода и заката, чем в другое время дня?

Когда луч солнечного света попадает на молекулу в атмосфере, происходит так называемое «рассеяние», при котором световые волны разлетаются в разных направлениях. Это происходит миллионы раз, прежде чем этот луч попадет в ваше глазное яблоко на закате.

Две основные молекулы в воздухе, кислород и азот, очень малы по сравнению с длинами волн падающего солнечного света — примерно в тысячу раз меньше.Это означает, что они преимущественно рассеивают самые короткие волны, то есть синие и пурпурные. В основном поэтому дневное небо голубое. Дневное небо действительно выглядело бы фиолетовым для людей, если бы не тот факт, что чувствительность наших глаз достигает пика в средней [зеленой] части спектра, то есть ближе к синему, чем к фиолетовому.

Но на закате свет проходит через атмосферу к вашему глазу намного дольше, чем в полдень, когда солнце находилось прямо над головой.И этого достаточно, чтобы иметь большое значение для наших человеческих глаз. Это означает, что большая часть синего рассеялась задолго до того, как свет достиг нас. Синий может быть где-то над западным побережьем, оставляя непропорционально много апельсина и красного, когда этот луч света попадает на восточное побережье.

Значит, один и тот же луч солнечного света поражает людей как в Скалистых горах, так и в Аппалачах? Фактически, Восток получает остатки Запада на закате?

Да, я думаю, многие этого не осознают.Все связано. И, как люди, нам нравится думать, что цвет конкретен: «О, это голубое небо» или «Это коричневый стол». Но цвета, которые вы видите, зависят от пути света до того, как он попал к вам, от того, как объект, который вы видите, отражает этот свет, и от того, к чему чувствительны ваши глаза. Абсолютов в восприятии цвета не существует. Это довольно тревожно, когда действительно начинаешь об этом думать!

Делают ли закаты более драматичными из-за пыли и загрязнения воздуха?

Нет, вы часто это слышите, но — если вы имеете в виду типичное загрязнение нижних слоев атмосферы — это миф.На самом деле все наоборот: крупные частицы в нижних слоях атмосферы, как правило, приглушают и делают цвета мутными, потому что они поглощают больше света и более или менее равномерно рассеивают все длины волн, поэтому вы не получите такого драматического эффекта фильтрации. В областях с сильной дымкой вы обычно не видите типы закатов, которые могут появиться на настенном календаре — или, скажем, в National Geographic.

Влияют ли времена года на закаты?

Яркие облака особенно видны осенью и зимой, особенно на Востоке, потому что воздух на пути солнечного луча обычно суше и чище.

Я вырос в Балтиморе, и отчасти поэтому я заинтересовался погодой. Я бы удивился: почему сегодня закат такой красивый? И в стандартных сводках погоды не было ответов на подобные вопросы, потому что это больше о физике, чем о прогнозировании.

Если говорить о прогнозировании, то как насчет поговорки: «Красное небо ночью, мореходное наслаждение; красное небо утром, моряки опасаются». Есть ли в этом научная правда?

Совершенно верно. Эти спектрально чистые цвета говорят вам, что к западу от вас есть значительная полоса чистого воздуха, которая, вероятно, накроет вас на следующий день.

И наоборот, могут ли местные синоптики предсказать красивый закат?

Да, в определенной степени их можно предсказать. Думаю, это вопрос, кого это волнует — может быть, создатели фильмов или фотографы сочтут эту информацию полезной, но большинство людей просто хотят знать, пойдет ли дождь или нет.

Почему закаты иногда бывают более драматичными после сильного шторма?

Часто на обратной стороне уходящей погодной системы есть косая полоса облаков, которая может выступать в качестве своего рода проекционного экрана для цветов низкого солнца, лучше, чем горизонтальная полоса.Наклон означает, что оно улавливает больше оранжевого и красного света, и если облако достаточно тонкое, оно будет отражать эти цвета до вас. Кроме того, штормы вымывают из воздуха множество крупных частиц.

Правда ли, что к тому времени, когда мы видим закат, солнце на самом деле уже сходит?

Да, настоящий закат наступает примерно за минуту до того, как солнце исчезает. То, что вы видите, — это своего рода мираж; свет искажается вокруг горизонта из-за эффекта преломления.

Похоже, закаты — это наука, но это тоже очень субъективный опыт.

Да. Наши глаза чувствительны к очень крошечной части спектра длин волн солнца, и это отвечает за то, как мы видим окружающую среду. Другие существа, кажется, могут видеть ультрафиолетовую область спектра. Мы можем видеть только крошечную часть того, что происходит.

Значит, бабочка или северный олень, которые могут воспринимать ультрафиолетовый свет, могут видеть другой, возможно, более красочный закат, чем мы?

Совершенно верно. Чем больше вы смотрите на вещи, тем больше понимаете, насколько уникален ваш собственный человеческий опыт на этой планете, в этом конкретном месте и в это время.

Это интервью было отредактировано и сжато.

Следите за сообщениями Аманды Фигль на Twitter.

Почему мы видим яркие цвета на восходе и закате?

Самые яркие цвета обычно можно увидеть в небе на восходе и закате.

---

Что нужно знать

• Солнце имеет больше цветов на восходе и закате
• Атмосфера преломляет солнечное излучение
• Более длинноволновые цвета обычно ближе всего к горизонту

---

Вы когда-нибудь останавливались на пути, любуясь красотой природы? Часто меня завораживают яркие цвета, раскрашенные по небу при восходе или закате солнца.Невероятно, сколько цветов выявляется в это время суток. Почему это так?

Колтон Вестби, Шиоктон

Преломление на восходе и закате

Преломление происходит, когда волны меняют направление от одной среды к другой. Свет — это самый распространенный пример преломления, который знает большинство людей.

Приходилось ли вам когда-нибудь проводить в школе научный эксперимент, в котором вы использовали призму, чтобы отклонить свет, исходящий от фонарика? Что ж, то же самое происходит в атмосфере.

Атмосфера преломляет солнечное излучение. Другими словами, солнечные лучи изгибаются при прохождении через атмосферу. Это больше всего, когда солнце находится низко над горизонтом.

Причина? Низкий угол наклона Солнца заставляет его лучи проходить через большую часть атмосферы, что способствует большему преломлению. И когда это происходит, это может повлиять на форму и цвет солнца.

Майрон Уилсон младший, Таунсенд

Расположение цветов

Вы когда-нибудь обращали внимание на выравнивание цветов неба на восходе или закате? Возможно, вы заметили, что красные цвета неба обычно ближе всего к горизонту.

Цвета с более длинной длиной волны (например, красный) не претерпевают такого сильного преломления, как цвета с более короткой длиной волны (например, синий и зеленый). Таким образом, эти синие и зеленые цвета могут больше сгибаться, помещая их над остальными цветами в небе.

Сью Молл Малин, Милуоки

Итак, в следующий раз, когда вы будете наблюдать восход или заход солнца, вы сможете оценить его красоту и научный феномен, который позволяет этому случиться.

Различаются ли цвета восхода и заката?

Слушатель подкаста BBC «Обнаженные ученые» спрашивает: «» Можете ли вы сказать по картине или фотографии, восход или закат солнца? »

Мой ответ: Нет, нет ничего принципиально различающегося в световых эффектах на закате или восходе солнца, и нет способа определить, на что вы смотрите, только по световым и цветовым эффектам.

Причина этих световых эффектов та же. Солнечный свет проходит через большую часть атмосферы, когда лучи приближаются к горизонтали. Прохождение большего количества воздуха рассеивает большее количество синих длин волн от световых лучей, в результате чего оставшийся свет становится все более оранжевым или красным. Когда солнце проходит за горизонт, под кривизной Земли, оно может на короткое время осветить нижнюю часть облаков. Конечно, этот эффект происходит как на восходе, так и на закате, когда цвета наиболее ярки.

Одна фотография или картина могут рассказать вам кое-что о положении солнца, а также о высоте и распределении слоев облаков.Некоторые историки искусства утверждают, что картины закатов после извержения Кракатау в 1883 году раскрывают цвета, которые были более ярко выражены во всем мире. Но он не может сказать вам, утро сейчас или вечер.

Если есть различия между восходом и закатом, они качественные и субъективные. В некоторых условиях влажность и пыль могут подниматься в конце дня из-за испарения и турбулентности, и эти эффекты могут увеличивать насыщенность цветов. Но вы не сможете догадаться об этом по одному изображению.Эмоциональная субъективность также играет роль в нашем восприятии людьми закатов и восходов, когда мы переживаем их во времени. В то время как закат постепенно переходит в драматическое крещендо, прежде чем быстро перейти в сумерки, восход солнца начинается с яркого всплеска цвета, и, как говорит Вордсворт, «великолепное видение» исчезает «в свете обычного дня».
—
М. Миннарт, автор книги «Природа света и цвета на открытом воздухе», обратился к этой теме и вот как он это выразил: «Есть ли различия между рассветом и сумраком? Если они есть? настолько мал, что невозможно упомянуть о каких-либо действительно типичных отличиях.Однако одна важная вещь заключается в том, что утром глаз полностью отдохнул и видит, что интенсивность света постоянно увеличивается, поэтому он более чувствителен к явлениям рассвета, чем к явлениям сумерек. Последние обычно имеют большую насыщенность цвета из-за большей влажности воздуха, а также из-за того, что воздух немного более турбулентный и содержит больше частиц пыли, чем утром »(стр. 280, параграф 193)

Послушайте вопросы и ответы в подкасте The Naked Scientists: вы можете сказать, восход это или закат?

Цветовая последовательность заката

Есть много вариантов заката.Какие цвета вы будете использовать, зависит от того, какой закат вы планируете нарисовать. Всегда лучше выйти и понаблюдать. Как всегда, я буду говорить из собственного опыта.

Я бы посоветовал вам заглянуть на эти страницы:

Цветовая система Munsell

Почему закат красный?

Вам будет очень интересно. Это поможет вам немного лучше понять цвета, или, лучше сказать, свет.

По мере того, как солнце садится ниже, благодаря атмосфере оно становится более оранжевым, иногда даже красным, а также меняет видимый размер .Допустим, это все объяснение (это не так), потому что для написания более подробной информации потребуются часы.

Возьмите эти цвета:

1. Прусский синий
2. Кадмий оранжевый
3. Телесного цвета (или Сиенна сырая или Неаполитанская желтая)
4. Белый
5. Красный кадмий и красный красный
6. Сиена жженая
7. Желтый кадмий

---

Прусский синий можно использовать вместо черного. Взгляните на красоту этого цвета.Иногда ограниченная палитра, которая у нас есть, может заставить кого-то выбрать черный цвет, и я это понимаю. Черный цвет, конечно, хорош, но он убьет яркий цвет заката. Вот почему вам следует использовать берлинскую лазурь!
При смешивании с красным он дает красивое пурпурное свечение, а пурпур можно увидеть на закате. Я не могу объяснить, насколько я люблю использовать эту краску.

Кадмий оранжевый предназначен для яркого света, который Солнце дает нам на закате. Вам нужно, чтобы Солнце светилось. В конце концов, мы видим взрыв.Кадмий оранжевый при нанесении может приблизить вас к этому свечению.

Телесный цвет Используйте вместо белого. Он выглядит розовым, но это не так. Если вам нужно сделать какой-то участок светлее, смешайте его с этим цветом.

Белый — используйте как фон для светящихся участков. Вот как это работает. Если есть область, которую вы действительно хотите сделать яркой, сначала покрасьте ее белым. Подождите, пока он высохнет. Закрасьте его определенным цветом. На картинке ниже я бы использовал его для Солнца.Иногда вы не сможете создать такой чистый свет, который можно найти в природе, поэтому вы можете применить фон перед рисованием.

Сиена жженая — используйте этот цвет, чтобы затемнить некоторые области, противоположные освещенной стороне. Пример: на облаках.

Cadmium Red — просто совершенство для получения сияния.

Rouge Red — смешанный с берлинской лазурью придает глубокий цвет закатного неба.

Желтый кадмий — дает дополнительное свечение солнцу и облакам.

Вот таблица цветов, которая поможет вам.

---

Но есть проблема. Это не единственная палитра. Закат может быть более красным, более желтым, более фиолетовым …

Итак, вкратце: для заката выбирайте цвета, которые находятся в диапазоне желтого, оранжевого, красного, пурпурного, синего.

Допустим, последовательность будет следующей: берлинский синий / берлинский синий, смешанный с красным румянцем / красным румянцем (не слишком много) / красный румянец с красным кадмием / красный кадмий (не слишком много) / красный кадмий, смешанный с оранжевым кадмием / смесь оранжевого кадмия с желтым кадмием в самом конце (желательно лишь мельком увидеть его в определенных местах).

Однако …

… посмотрите на картинку выше! Это нарушает последовательность! Это потому, что закат не такой однородный. Но давайте рассмотрим это.

Самая светлая часть — это само Солнце. Я бы использовал белый цвет. Подождите, пока он высохнет. Я бы применил кадмий оранжевый. Но этого было бы недостаточно. Я бы подождал, пока он высохнет, и я смогу покрыть его глазурью кадмиевым апельсином. Здесь вам следует использовать остекление. Свет разбрасывается повсюду, и вам нужно это показать.Смешивание цветов не даст такого эффекта. Остекление будет.

Самый темный цвет на этом изображении не черный. Это пурпурный цвет, покрытый жженой сиеной и красным кадмием. Итак, я бы использовал сначала берлинскую лазурь. Смешайте его с красным румянцем. Это даст прекрасный темный фиолетовый цвет. Затем нанесите на него глазурь Burnt Sienna (но только в самых темных частях) и Cadmium Red, где темные части облаков начинают встречаться с более светлыми облаками.

Облака наверху горят. Я бы использовал телесный цвет для смешивания с кадмием красным и оранжевым.Самые легкие части кажутся такими легкими и пушистыми, что их нужно делать тонкими.

Почему закат красный — объяснение для детей

Астрономия для детей > Ответы на частые вопросы > Почему закат красный

Почему закат Солнца красного цвета – описание для детей с фото: физика света и спектры, движение по длине волны, прохождение сквозь газы атмосферы Земли.

Расскажем о том, Почему закат красный на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.

Родители или учителя в школе должны объяснить детям, что свет, который мы воспринимаем – белый. Но если наблюдать за ним сквозь призму, то видно, как он разделяется на множество цветов. Это тот же спектр, который мы наблюдаем в радуге. Глаза улавливают все оттенки, кроме индиго: красный, оранжевый, желтый, синий и фиолетовый. Дети должны это запомнить, чтобы разобраться с вопросом о закате.

Для самых маленьких необходимо объяснить, что у цвета есть длина волны. Более длинные расположены в красных, зеленых, желтых и оранжевых, а короткие – в синих. Самый длинный – красный.

Когда свет начинает путь от Солнца, то проходит по прямой линии и несет в себе весь цветовой спектр. Конечно, каждый цвет расположен на своей волне. Некоторые из них медленные, а другие быстрые. Когда свет достигает земной атмосферы, он наталкивается на водные молекулы, пыль и лед. Волны видимого света малы (меньше одной миллионной доли метра), поэтому будут взаимодействовать даже с крошечными частичками в воздухе. Они отскакивают от них или просачиваются – процесс рассеивания. Все зависит от того, больше ли частичка длины волны или нет.

Маленькие частицы рассеивают синий цвет сильнее, чем красный. Но так как земная атмосфера в основном наполнена кислородом и азотом, синий свет рассеивается больше. Поэтому дети смотрят на синее небо. Красный появляется меньше, потому что взаимодействует с молекулами газа. Поэтому, когда вы выходите на улицу ближе к закату или восходу, то вы видите тот свет, который так долго добирался к нашей атмосфере. Синий полностью отходит, оставляя место красному и желтому.

Именно поэтому закат окрашен в такие яркие цвета. Хорошо, если есть облака, так как они еще сильнее отражают эту картинку. Затем возвращается синий цвет и процесс повторяется. Конечно, цветов намного больше, но человеческий глаз их не различает. Для этого существует специальное оборудование, которое ученые используют в научных целях. Теперь вы знаете, почему закат красный и почему небо на закате красное.

---

Как фотографу понять, что вечером будет красивый закат

«Красное небо» Летний закат над Мариеттой, штат Огайо

Каждый ребенок задает вопрос: «Почему небо синее?». Но давайте посмотрим, почему же на закате небо красное, и как фотографу распознать предпосылки красивого заката.

Когда лучи света попадают в атмосферу Земли, наполненную молекулами влаги, они в каждой такой капельке рассеиваются. И сине-фиолетовый свет с короткой длиной волны рассеивается во всех направлениях больше, чем любой другой цвет, в результате чего днем мы видим небо синего цвета.

На восходе и закате из-за низкого угла наклона солнечных лучей относительно линии горизонта свет преодолевает уже большее расстояние в слоях атмосферы. Это заставляет синий свет рассеиваться, не доходя до глаз человека. Таким образом мы видим небо в основном красного или желтого цветов спектра.

Может быть, существует какая-то волшебная формула, которая могла бы точно подсказать вам идеальный вечер для фотографирования заката? Может быть, в этой статье вы и найдете ответ на свой вопрос.

Рассмотрим природные факторы, которые помогают «предсказать» яркие закаты для драматических вечерних снимков

Вы, конечно, слышали поговорку «Если небо красно к вечеру, моряку бояться нечего». Если вы знаете прогноз погоды, то согласно этой поговорке сможете предсказать красивые и драматичные закаты и восходы. Ждите красное небо на рассвете перед ураганом и на закате после урагана. Если в атмосфере много частичек пыли и влаги и небо краснеет, это может быть признаком области высокого давления, т.е. хорошей погоды. Знание того, чего ожидать от природы, является ключом к предвидению подходящих условий для съемки, поэтому первое, что вам нужно сделать, это найти приложение или веб-сайт с достоверными прогнозами погоды. Такой ресурс будет предоставлять вам подробный почасовой прогноз-отчет по ключевым факторам: облачность, качество воздуха, влажность и скорость ветра.

Зимний закат после снежной бури

Облака и облачный покров

Облака являются решающим фактором для прогнозирования драматических закатов, поскольку без облаков особо не на что было бы и смотреть.

Распространенное заблуждение об ярких закатах состоит в том, что облака создают цвета. Но на самом деле облака служат только холстом для отображения цветов, которые рисует свет. Облака высокого и среднего уровня — самые эффективные полотна, поскольку они отражают цвета заходящего солнца. Пухлые облака на горизонте на закате, скорее всего, не позволят солнечным лучам проходить сквозь них, тем самым приглушая цвета. Более низкие облака (например, темные, заполненные дождем облака) не очень хорошо отражают свет.

Если облака на горизонте низкие и густые, солнце не сможет просвечивать сквозь них. Также стоит отметить, что слишком много или слишком мало облаков могут быть помехой для оптимальной фотосъемки, поэтому проверьте подробный прогноз о погоде, чтобы узнать процент облачности. Подходящим будет значение от 30 до 70 процентов на закате.

Вы можете наблюдать за облачностью днем, и если небо выглядит благоприятным для съемок, вы можете надеяться, что эти облака все еще будут присутствовать на закате. Гарантий никаких, но при слабом ветре эти облака могут держаться, создавая красивую картину заката.

Приведем краткое описание облаков при хорошей погоде, которые могут создавать на фотографии драматическую картину заката

• Перисто-кучевые облака — выглядят как рябь на воде, как мелкие полупрозрачные хлопья или барашки. Они обычно хорошо видны на голубом фоне. Сквозь них хорошо просвечиваются солнце, луна, звезды и небо.
• Высококучевые облака — часто образуются в виде пластин или хлопьев, волнистых округлых масс или валиков, как маленькие ватные шарики. Обычно они белые, серые или синеватые. Часто такие облака появляются к перемене погоды. Они типичны для теплого сезона.
• Кучевые облака — легко узнаваемые, плотные, большие, днем ярко-белые и пушистые. Верхние части кучевых облаков могут напоминать купола или башни с округлыми очертаниями, часто с плоским основанием.
• Перистые облака — очень живописны, выглядят в виде тонких белых прядей, перистообразных клочьев, имеют волокнистую структуру. Из-за ветра нити перистых облаков бывают искривлены или скошены. Эти облака опережают движение атмосферных фронтов, указывая на то, что погодные условия могут вскоре ухудшиться. Тем не менее, они одни из лучших для фотографирования ярких закатов!

Если вы видите такое небо днем при спокойном ветре, то скорее всего, вас ждет что-то особенное на закате

Чистый воздух

Чистый воздух очень эффективно рассеивает синий свет. По этой причине одно из лучших времен для фотосъемки драматических закатов — сразу после дождя или урагана. Хотя нижние облака редко отражают яркие цвета (как упоминалось выше), обратите внимание, что там, где нижние слои атмосферы особенно чисты, например, над открытым океаном в тропических регионах, более яркие цвета могут проходить сквозь них. По этой причине в тропиках запечатлено так много красивых изображений заката.

Влажность

Количество влаги в воздухе также повлияет на цвета заката. Более низкая влажность дает более яркие цвета. При высокой влажности цвета будут тусклыми из-за содержания воды в атмосфере. Осенью и зимой влажность обычно ниже, чем в теплые сезоны.

Ветер

Ветер — тот фактор, который может улучшить или разрушить красивый закат. Изменение направления ветра может привести к появлению в облаках ряби или волн, что может создать прекрасный эффект, поскольку заходящее солнце отражает красивое красное свечение на рябь.

Кроме того, как было сказано ранее, чистая атмосфера дает более яркие цвета, а приятный ветерок перед закатом может помочь очистить воздух.

К сожалению, ветер может стать негативным фактором в те дни, когда днем присутствуют благоприятные облака, но передвигается погодный фронт с сильными ветрами, которые удаляют эти облака и оставляют вас с ясным небом на закате.

Это еще один случай, когда мобильное приложение или веб-сайт с прогнозом погоды могут показать вам на своем радаре, когда фронт может пройти через ваш район.

Итак, готовясь к фотосъемке живописного заката и изучая прогноз погоды, обращайте внимание на:

• облака среднего и высокого уровня;
• от 30 до 70 процентов облачного покрытия;
• чистый воздух;
• более низкая влажность;
• спокойный ветер.

Есть еще одна особенность, которую следует учитывать при фотографировании заката. Иногда послесвечение заката, которое может происходить через 15-20 минут после того, как солнце уходит за горизонт, может быть гораздо более впечатляющим, чем настоящий закат.

Обычно все эти правила, связанные с погодой, также применимы к фотографированию восхода солнца, но визуальные признаки труднее обнаружить, так как перед рассветом темнее всего. Лучшее время для фотографирования восхода солнца — осень и зима, когда днем восход происходит позже, чем в летние месяцы.

Красное небо на восходе. Почему небо голубое, а закат красный? Распространение света в воздухе

В ясный солнечный день небо над нами выглядит ярко-синим. Вечером закат окрашивает небосвод в красные, розовые и оранжевые цвета. Так почему же небо голубое и что делает закат красным?

Какого цвета солнце?

Конечно солнце желтое! Ответят все жители земли и с ними будут не соглашаться жители Луны.

С Земли Солнце кажется жёлтым. Но в космосе или на Луне, Солнце казалось бы нам белым. В космосе нет атмосферы, которая рассеивает солнечный свет.

На Земле часть коротких волн солнечного света (голубой и фиолетовый цвета) поглощаются рассеянием. Оставшаяся часть спектра выглядят жёлтым цветом.

И еще в космосе небо выглядит тёмным или чёрным вместо голубого. Это результат отсутствия атмосферы, следовательно свет никак не рассеивается.

Но если спросить о цвете солнца вечером. Иногда ответ будет солнце КРАСНОЕ. Но почему?

Почему солнце на закате красное?

Когда Солнце движется к закату, то солнечному свету приходится проходить большее расстояние в атмосфере, что бы достичь наблюдателя. Меньше прямого света доходит до наших глаз и Солнце кажется менее ярким.

Так как солнечному свету приходится проходить большие расстояния, то происходит большее рассеивание. Красная часть спектра солнечных лучей лучше проходит сквозь воздух, чем синяя. И мы видим красное солнце. Чем ниже Солнце опускается к горизонту, чем больше воздушная «лупа», через которую мы его видим, и тем оно краснее.

По этой же причине Солнце кажется нам значительно большим в диаметре, чем днём: воздушный слой играет роль увеличительного стекла для земного наблюдателя.

Небо вокруг заходящего солнца может быть окрашено в разные цвета. Наиболее красивым небо бывает тогда, когда воздух содержит множество маленьких частиц пыли или воды. Эти частицы отражают свет во всех направлениях. В этом случае происходит рассеяние более коротких световых волн. Наблюдатель видит световые лучи более длинных волн, и поэтому небо кажется красным, розовым или оранжевым.

Видимый свет является разновидностью энергии, способной перемещаться через пространство. Свет от Солнца или лампы накаливания кажется белым, хотя в действительности он является смесью всех цветов. Основные цвета, из которых сложен белый цвет это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета непрерывно переходят один в другой, поэтому кроме основных цветов имеется ещё огромное количество всевозможных оттенков. Все эти цвета и оттенки можно наблюдать на небе в виде радуги, возникающей в области повышенной влажности.

Воздух, заполняющий всё небо, является смесью мельчайших молекул газа и небольших твёрдых частиц, таких как пыль.

Солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по Закону рассеяния Релея. По мере продвижения света через атмосферу большая часть длинных волн оптического спектра проходит без изменений. Только незначительная часть красного, оранжевого и жёлтого цветов взаимодействует с воздухом, натыкаясь на молекулы и пыль.

Когда свет сталкивается с молекулами газа, то может произойти отражение света в различных направлениях. Некоторые цвета, например, красный и оранжевый, напрямую достигают наблюдателя, непосредственно проходя через воздух. Но большая часть синего света переотражается от молекул воздуха во всех направлениях. Таким образом происходит рассеивание синего света по всему небу и оно кажется голубым.

Однако, многие более короткие волны света поглощаются молекулами газов. После поглощения голубой цвет излучается во всех направлениях. Он рассеивается повсюду на небе. В каком бы направлении не посмотреть, часть из этого рассеянного синего света достигает наблюдателя. Так как синий свет виден повсюду над головой, то и небо выглядит голубым.

Если посмотреть в сторону горизонта, то небо будет иметь более бледный оттенок. Это является результатом того, что свет проходит большее расстояние в атмосфере до наблюдателя. Рассеянный свет снова рассеивается атмосферой, и меньше голубого цвета достигает глаз наблюдателя. Поэтому цвет неба у горизонта кажется бледнее или даже кажется совсем белым.

Почему космос черный?

В космическом пространстве отсутствует воздух. Так как там нет препятствий, от которых свет мог бы отражаться, то свет распространяется напрямую. Лучи света не рассеиваются, и «небо» выглядит тёмным и чёрным.

Атмосфера.

Атмосфера — это смесь газов и других веществ, которые окружают Землю, в виде тонкой, в основном прозрачной оболочки. Атмосфера удерживается на месте благодаря притяжению Земли. Основными компонентами атмосферы являются азот (78,09%), кислород (20,95%), аргон (0,93%) и диоксид углерода (0.03%). Так же в атмосфере содержатся в небольших количествах вода (в разных местах её концентрация колеблется от 0% до 4%), твёрдые частицы, газы неон, гелий, метан, водород, криптон, озон и ксенон. Наука, которая изучает атмосферу, называется метеорологией.

Жизнь на Земле была бы невозможна без наличия атмосферы, которая поставляет кислород, необходимый нам для дыхания. Кроме того, атмосфера выполняет и другую важную функцию — она выравнивает температуру по всей планете. Если бы атмосферы не было, то в одних местах планеты могла бы быть испепеляющая жара, а в других местах сильнейший холод, диапазон температур мог бы колебаться от -170°C ночью до +120°C днём. Так же атмосфера защищает нас от вредного излучения Солнца и космоса, поглощая и рассеивая его.

Строение атмосферы

Атмосфера состоит из разных слоёв, разделение на эти слои происходит по их температуре, молекулярному составу и электрическим свойствам. Эти слои не имеют ярко выраженных границ, они сезонно изменяются, и кроме того их параметры меняются на разных широтах.

Гомосфера

• Нижние 100 км, включая Тропосферу, Стратосферу и Мезопаузу.
• Составляет 99% массы атмосферы.
• Молекулы не разделяются по молекулярному весу.
• Состав достаточно однороден, за исключением некоторых небольших локальных аномалий. Однородность поддерживается постоянным смешиванием, турбуленцией и турбулентной диффузией.
• Вода является одним из двух компонентов, распределённых неравномерно. Когда водяной пар поднимается вверх, он охлаждается и конденсируется, возвращаясь затем на землю в виде осадков — снега и дождя. Стратосфера сама по себе очень сухая.
• Озон является другой молекулой, распределение которой неравномерно. (Об озоновом слое в стратосфере читайте ниже.)

Гетеросфера

• Простирается выше гомосфераы, включает в себя Термосферу и Экзосферу.
• Разделение молекул этого слоя основано на их молекулярных массах. Более тяжёлые молекулы, такие как азот и кислород, концентрируются в нижней части слоя. Более лёгкие, гелий и водород, преобладают в верхней части гетеросферы.

Разделение атмосферы на слои в зависимости от их электрических свойств.

Нейтральная атмосфера

Ионосфера

• Примерно выше 100 км.
• Содержит электрически заряженные частицы (ионы), возникающие при поглощении ультрафиолетового света
• Степень ионизации изменяется с высотой.
• Различные слои отражают длинные и короткие радиоволны. Это позволяет радиосигналам, распространяющимся по прямой, огибать сферическую поверхность земли.
• В этих атмосферных слоях происходят полярные сияния.
• Магнитосфера является верхней частью ионосферы, простирающейся примерно до высоты 70000 км, эта высота зависит от интенсивности солнечного ветра. Магнитосфера защищает нас от заряженных частиц высоких энергий солнечного ветра, удерживая их в магнитном поле Земли.

Разделение атмосферы на слои в зависимости от их температур

Высота верхней границы тропосферы зависит от сезонов и широты. Она простирается от земной поверхности до высоты примерно 16 км у экватора, и до высоты 9 км на Северном и Южном полюсах.

• Префикс «тропо» означает изменения. Изменение параметров тропосферы происходит из-за погодных условий — например, из-за перемещения атмосферных фронтов.
• С увеличением высоты температура падает. Тёплый воздух поднимается вверх, затем охлаждается и спускается обратно на Землю. Этот процесс называется конвекцией, он возникает в следствии движения воздушных масс. Ветры в этом слое дуют преимущественно вертикально.
• Этот слой содержит больше молекул, чем все другие слои, вместе взятые.

Стратосфера — простирается примерно от высоты 11 км до 50 км.

• Имеет очень тонкий слой воздуха.
• Префикс «страто» относится к слоям или разделению на слои.
• Нижняя часть Стратосферы довольно спокойная. Реактивные самолёты часто летают в нижней части Стратосферы для того, что бы обойти плохую погоду в Тропосфере.
• В верхней части Стратосферы дуют сильные ветры, известные как высотные струйные течения. Они дуют горизонтально со скоростями до 480 км/час.
• Стратосфера содержит «озоновый слой», расположенный на высоте примерно 12 до 50 км (в зависимости от широты). Хотя концентрация озона в этом слое всего 8 мл/м 3 , он очень эффективно поглощает вредные ультрафиолетовые лучи солнца, тем самым защищая жизнь на земле. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода. Молекулы кислорода, которыми мы дышим, содержат два атома кислорода.
• Стратосфера очень холодная, её температура составляет примерно -55°C в нижней части и возрастает с высотой. Увеличение температуры связано с поглощением ультрафиолетовых лучей кислородом и озоном.

Мезосфера — простирается до высот примерно 100 км.

От красного до фиолетового, которые являются главными цветами спектра. Цвет, видимый глазом, объясняется длиной световой волны. Соответственно, красный цвет дает самую длинную световую , а фиолетовый – самую короткую.

Во время заката человек может наблюдать диск , быстро приближающийся к линии горизонта. При этом солнечный свет проходит через все большую толщу . Чем больше длина световой волны, тем меньше она подвержена поглощению атмосферным слоем и присутствующими в нем аэрозольными взвесями. Что пояснить этот феномен, нужно рассмотреть физические свойства синего и красного цветов, привычных оттенков неба.

Когда солнце находится в зените, наблюдатель может сказать, что небо голубое. Это связано с различиями в оптических свойствах синего и красного цветов, а именно способностей к рассеиванию и поглощению. Синий цвет поглощается сильнее красного, однако его способность к рассеиванию гораздо выше (в четыре раза) аналогичной способности красного цвета. Отношение длины волны к интенсивности света – доказанная физическая закономерность, имеющая название «рэлеевский закон синего неба».

Когда солнце находится высоко, слой атмосферы и взвесей, отделяющий небо от глаз наблюдателя, относительно небольшой, короткая волна синего цвета не поглощается полностью, а высокая способность к рассеиванию «заглушает» остальные цвета. Поэтому днем небо кажется голубым.

Когда наступает время заката, солнце начинает стремительно опускаться к линии истинного горизонта, и слой атмосферы резко увеличивается. По прошествии определенного времени слой становится настолько плотным, что синий цвет практически полностью поглощается, а красный цвет благодаря высокой устойчивости к поглощению выходит на первый план.

Таким образом, на закате небо и само светило видится человеческому глазу в различных оттенках красного, от оранжевого до ярко-алого. Следует отметить, что на восходе солнца наблюдается то же самое и по тем же причинам.

Приятно смотреть в ослепительно голубое небо или наслаждаться багровым закатом. Многие люди с удовольствием любуются красотами окружающего мира, но далеко не все понимают природу того, что они наблюдают. В частности, им трудно дать ответ на вопрос, почему небо голубое, а закат красный.

Солнце излучает чистый белый свет. Вроде бы и небо должно быть белым, но оно видится ярко-голубым. Почему так происходит?

Ученые несколько столетий не могли объяснить голубой цвет неба. Из школьного курса физики все , что белый свет с помощью призмы можно разложить на составляющие его цвета. Для их существует даже простая фраза: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Начальные слов этой фразы позволяют запомнить порядок цветов в : красный, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Ученые предположили, что голубой цвет неба вызван тем, что голубая составляющая солнечного спектра лучше всего достигает поверхности Земли, тогда как другие цвета поглощаются озоном или рассеянной в атмосфере пылью. Объяснения были достаточно интересные, но они не подтвердились опытами и расчетами.

Попытки объяснить голубой цвет неба не прекращались, и в 1899 году лорд Рэлей выдвинул теорию, наконец-то давшую ответ на этот вопрос. Выяснилось, что голубой цвет неба вызван свойствами молекул воздуха. Какое-то количество идущих от Солнца лучей без помех достигает поверхности Земли, но основная их часть поглощается молекулами воздуха. Поглощая фотоны, молекулы воздуха заряжаются (возбуждаются) и уже сами испускают фотоны. Но эти фотоны имеют другую длину волны, при этом среди них преобладают фотоны, дающие голубой цвет. Именно поэтому небо выглядит голубым: чем более солнечный стоит день и чем меньше облачности, тем более насыщенным становится этот голубой цвет неба.

Но если небо голубое, то почему во время заката оно окрашивается в багровые тона? Причина этого очень проста. Красная составная часть солнечного спектра гораздо хуже поглощается молекулами воздуха, чем остальные цвета. Днем солнечные лучи входят в атмосферу Земли под углом, напрямую зависящим от широты, на которой находится наблюдатель. На экваторе этот угол будет близок к прямому, ближе к полюсам он будет уменьшаться. По мере движения Солнца, слой воздуха, который надо пройти световым лучам, до того как достигнуть глаза наблюдателя, увеличивается – ведь Солнце уже не над головой, а клонится к горизонту. Толстый слой воздуха поглощает основную часть лучей солнечного спектра, но красные лучи достигают наблюдателя почти без потерь. Именно поэтому закат выглядит красным.

26 апреля 2012 года в небе над Москвой появились странные зеленоватые облака. Необъяснимое явление встревожило жителей столицы и взбудоражило российский интернет. Было высказано предположение, что на одном из предприятий произошла авария, которая сопровождалась выбросом в атмосферу вредных для здоровья химических веществ. К счастью, информация не подтвердилась.

Инструкция

Главный санитарный врач Российской Федерации Геннадий Онищенко заявил, что по официальным данным на химических заводах Подмосковья и близлежащих регионов аварий не было. Между тем, в некоторых районах Москвы люди действительно почувствовали себя хуже. Аллергики и астматики поняли причину этого аномального явления.

После затяжной зимы в первых числах апреля резкое потепление, вызвавшее стремительный сход снежного покрова, раннее распускание листьев на деревьях и цветение сразу нескольких их видов: березы, ольхи,

Одной из отличительных черт человека является любознательность. Наверное, каждый, будучи ребенком, смотрел на небо и задавался вопросом: «почему небо голубое?». Как оказывается, ответы на такие, кажется, простые вопросы требуют некоторой базы знаний в области физики, а потому не каждый родитель сможет верно объяснить ребенку причину указанного явления.

Рассмотрим данный вопрос с научной точки зрения.

Диапазон длин волн электромагнитного излучения охватывает почти весь спектр электромагнитного излучения, в который входит и видимое для человека излучение. На представленном ниже изображении показана зависимость интенсивности излучения Солнца от длины волны этого излучения.

Анализируя данное изображение, можно отметить тот факт, что видимое излучение также представлено неравномерной интенсивностью для излучения различных длин волн. Так относительно малый вклад в видимое излучение дает фиолетовый цвет, и наибольший – синий и зеленый цвета.

Почему небо голубое?

Прежде всего на этот вопрос нас наталкивает тот факт, что воздух – бесцветный газ и не должен излучать синий свет. Очевидно, что причиной подобного излучения является наша звезда.

Как известно, белый свет на самом деле является комбинацией излучения всех цветов видимого спектра. С помощью призмы можно явно разложить свет на весь диапазон цветов. Подобный эффект возникает в небе после дождя и образует радугу. Когда же солнечный свет попадает в земную атмосферу, он начинает рассеиваться, т.е. излучение меняет свое направление. Однако, особенность состава воздуха такова, что при попадании света в него, излучение с короткой длиной волны рассеивается сильнее, чем длинноволновое излучение. Таким образом, беря во внимание изображенный ранее спектр, можно заметить, что красный и оранжевый свет, практически не будут менять своей траектории, проходя через воздух, в то время как фиолетовое и голубое излучения будут заметно менять свое направление. По этой причине в воздухе возникает некий «блуждающий» коротковолновый свет, который постоянно рассеивается в этой среде. В результате описанного явления, кажется, что коротковолновое излучение видимого спектра (фиолетовый, голубой, синий) излучается в каждой точке неба.

Общеизвестный факт восприятия излучения состоит в том, что глаз человека может уловить, увидеть, излучение только в том случае, если оно непосредственно попало в глаз. Тогда, смотря в небо, Вы вероятнее всего будете видеть оттенки того видимого излучения, длина волны которого наименьшая, так как именно оно рассеивается в воздухе лучше всего.

Почему же смотря на Солнце Вы не видите отчетливо красный цвет? Во-первых, внимательно рассмотреть Солнце человеку вряд ли удастся, так как интенсивное излучение может повредить зрительный орган. Во-вторых, несмотря на существование такого явления как рассеяние света в воздухе, все же большая часть света, излучаемого Солнцем, доходит до поверхности Земли не подвергаясь рассеиванию. А потому все цвета видимого спектра излучения совмещаются, формируя свет с более выраженным белым цветом.

Вернемся к рассеянному воздухом свету, цвет которого, как мы уже определили, должен иметь наименьшую длину волны. Из видимого излучения наименьшей длиной волны обладает фиолетовый, следом идет голубой, и несколько длиннее волны имеет синий цвет. Принимая во внимание неравномерную интенсивность излучения Солнца, становится ясно, что вклад фиолетового цвета мизерный. Поэтому наибольший вклад в рассеянное воздухом излучение несет голубой цвет, а следом – синий.

Почему закат красный?

В случае, когда Солнце прячется за горизонт, мы можем наблюдать то самое длинноволновое излучение красного-оранжевого цвета. В данном случае свет от Солнца должен пройти заметно большее расстояние в атмосфере Земли, прежде чем достигнет глаз наблюдателя. В месте, где излучение Солнца начинает взаимодействовать с атмосферой, наиболее выраженными являются голубой и синий цвета. Однако, с расстоянием коротковолновое излучение теряет свою интенсивность, так как значительно рассеивается по пути. В то время как длинноволновое излучение отлично справляется с преодолением таких больших расстояний. Вот почему Солнце красное на закате.

Как было упомянуто раньше, хоть длинноволновое излучение и слабо рассеивается в воздухе, все же рассеяние имеет место быть. Поэтому находясь на горизонте, Солнце излучает свет, из которого до наблюдателя доходит лишь излучение красно-оранжевых оттенков, которое несколько успевает рассеяться в атмосфере, образуя ранее упомянутый «блуждающий» свет. Последний и окрашивает небо в пестрые оттенки красного и оранжевого цвета.

Почему облака белые?

Говоря об облаках, известно, что они состоят из микроскопических капелек жидкости, которая рассеивает видимый свет почти равномерно, независимо от длины волны излучения. Тогда рассеянный свет, направленный во все стороны от капельки, рассеивается вновь на других капельках. При этом комбинация излучений всех длин волн сохраняется, и облака «светятся» (отражаются) белым цветом.

Если погода пасмурная, то солнечное излучение доходит до поверхности Земли в незначительном количестве. В случае с большими облаками, или их большим количеством, некоторая доля солнечного света поглощается, потому небо тускнеет и принимает окрас серого цвета.

Казалось бы, в школе каждый прилежный и не очень прилежный ученик знает, на какие цвета раскладывается спектр, что из себя представляет каждый из цветов. Однако как бы прилежно не учился ребенок, ему никогда не ответят на главные вопросы, беспокоящие его непоседливый ум с самого раннего детства: почему небо голубое и почему закат красный?

Если немного окунуться в физику, то можно найти, что самым плохим рассеиванием обладает красный спектр. Именно поэтому для того, чтобы огни какого-либо объекта были видны издалека, их делают красного цвета. И все-таки, почему закат красный, а не синий или не зеленый?

Попробуем рассуждать логически. Когда солнце находится прямо у горизонта, его лучам приходится преодолеть намного больший слой атмосферы, нежели когда солнце располагается в зените. Благодаря своей малой рассеиваемости красный цвет практически беспрепятственно проходит этот слой атмосферы, а все остальные цвета спектра настолько сильно рассеиваются, проходя через толщу воздушного пространства Земли, что их фактически совсем не видно. Вот оказывается почему закат красный!

Из этого можно сделать вывод, что закат будет тем краснее, чем больший слой атмосфера находится между солнцем и нашим глазом. Также для того, чтобы закат был более красным, или даже багровым, необходимо просто запылись и загрязнить воздух, тогда другие цвета, кроме красного, будут еще больше рассеиваться.



Всем известно, что в зависимости от небесной точки, в которой мы наблюдаем Солнце, цвет его может сильно различаться.

Например, в зените оно белое, на закате – красное, а иногда даже багровое. На самом деле, это только видимость – меняется не цвет нашего светила, а его восприятие человеческим глазом. Почему же так происходит?

Солнечный спектр представляет собой сочетание семи основных цветов – вспомним радугу и известную присказку про охотника и фазана, с помощью которой определяется цветовая последовательность: красный, желтый, зеленый и так до фиолетового цвета.

Но в атмосфере, наполненной самыми различными видами аэрозольных взвесей (водяных паров, частичек пыли), каждый цвет рассеивается по-разному. Например, лучше всего рассеиваются фиолетовый и синий, а хуже – красный. Это явление называется дисперсией солнечного света.

Причина заключается в том, что цвет, по сути, является электромагнитной волной определенной длины. Соответственно, разные волны имеют различные длины. А глаз воспринимает их в зависимости от толщины атмосферного воздуха, отделяющего его от источника света, то есть Солнца.

Находясь в зените, оно кажется белым, потому что солнечные лучи падают на поверхность Земли под прямым углом (подразумевается, естественно, то место поверхности, где находится наблюдатель), и толщина воздуха, влияющая на преломление света, относительно невелика. Белым же человеку кажется сочетание всех цветов сразу.

Небо, кстати, видится голубым также вследствие дисперсии света: поскольку синий, фиолетовый и голубой цвета, обладая самыми короткими волнами, рассеиваются в атмосфере намного быстрее остальной части спектра. То есть, пропуская красные, желтые и другие лучи с более длинными волнами, атмосферные частицы воды и пыли рассеивают в себе голубые лучи, которые и придают небу его цвет.

Чем дальше Солнце совершает свой обычный дневной путь и опускается к линии горизонта, тем больше становится толщина атмосферного слоя, через которую приходится проходить солнечным лучам, и тем больше они рассеиваются. Наиболее устойчивым к рассеянию является красный цвет, так как имеет наибольшую длину волны. Поэтому только он воспринимается глазами наблюдателя, который смотрит на заходящее светило. Остальные цвета солнечного спектра полностью рассеиваются и поглощаются находящейся в атмосфере аэрозольной взвесью.

В итоге налицо прямая зависимость рассеяния спектральных лучей от толщины атмосферного воздуха и плотности взвеси, которую он содержит. Яркие подтверждения тому можно наблюдать при глобальных выбросах в атмосферу более плотных, чем воздух, веществ, например, вулканической пыли.

Так, после 1883 года, когда произошло знаменитое извержение вулкана Кракатау, довольно долго в самых различных местах планеты можно было видеть необычайные по яркости красные закаты.

представлены в различных цветах

Закаты появляются в различных цветах

Когда солнце высоко в небе, обычно кажется белым потому что все длины волн видимого света достигают глаза наблюдателя с почти равной интенсивностью. Когда солнце садится к горизонту, солнечный свет проникает в атмосферу под гораздо меньшим углом и, следовательно, должны проходят через гораздо больше атмосферы, прежде чем их увидит наблюдатель. Молекулы воздуха разлетаются убрать более короткие волны света (фиолетовый и синий) и единственный свет, проникающий сквозь атмосферу, — это более длинные волны света (желтый, оранжевый и красный), которые производят красочные закаты.Из-за преломления солнечного света атмосфера, солнце будет казаться выше в небе, чем это действительно так. Сочетание рефракции и рассеяние солнечного света частицами атмосферы приводит к образованию сумерки, яркость в небе мы наблюдаем, даже если солнце находится за горизонтом.

Автор фотографии: Холле

Размер и концентрация атмосферных частиц на пути входящий солнечный свет определяет тип наблюдаемого заката.Когда солнечный свет встречает очень мало частиц в атмосфере большинство длин волн света достигают глаз наблюдателя с почти равной интенсивностью. Уменьшенное рассеяние производит белые или желтые закаты обычно наблюдается в Скалистых горах Горы, где в атмосфере обычно меньше пыли и ассорти из частиц.

Автор фотографии: Холле

Как входящий солнечный свет проходит через более плотную атмосферу, более короткие длины волн света (фиолетовый и синий) эффективно рассеивается частицами, взвешенными в Атмосфера.Это позволяет преимущественно желтому и красному свету достигать длин волн. глаза наблюдателя, дает желтовато-красный закат.

Автор фотографии: Молодой

Когда есть высокая концентрация частиц в атмосфере, которая немного больше, чем молекулы воздуха (например, дым, пыль и загрязняющие вещества), короткие и промежуточные длины волн света (фиолетовый, синий и желтый) разбросаны прочь. Следовательно, достигаются только более длинные волны (оранжевый и красный). глаза наблюдателя, придающие солнцу оранжево-красный цвет.

Автор фотографии: Холле

Когда входящий солнечный свет встречает высокую концентрацию частиц в атмосфере более короткие длины волн света (фиолетовый и синий) разбросанный прочь, что привело к красному закату. Красные закаты часто наблюдают с пляжа из-за высокой концентрация солевых частиц висит в воздухе над океанами. Эти частицы эффективно рассеивать более короткие волны света, производящего красные закаты. В атмосферу выбрасываются частицы пыли и золы. из-за извержений вулканов также могут вызывать красные закаты.

---

голубое небо, голубая дымка

ореолы

ЦВЕТОВ СУМЕРКИ И ЗАКАТА

Каждый когда-то восхищался красивым красным и оранжевые цвета восхода или заката. Хотя красочный рассветы и закаты можно увидеть где угодно, в определенных частях в мире особенно известны своими сумеречными оттенками. Пустыни и тропики быстро приходят в голову.Действительно, это редкая проблема Arizona Highways , из которых не виден хотя бы один закат, и можно было собрать респектабельную коллекцию карибских или гавайских открытки с закатом за одну поездку.

Яркие рассветы и закаты, кажется, также благоприятствуют определенным временам. года. В средних широтах и ​​над восточной половиной г. США, например, осенью и зимой обычно производят самые эффектные оттенки при слабом солнце.

Почему в некоторых частях света закаты красивее, чем другие, и почему они отдают предпочтение определенным месяцам? Какие ингредиенты для действительно незабываемых рассветов и закатов? Эти и другие сумерки рассматриваются в следующих параграфах…

Что не делают пыль и загрязнения

Часто пишут, что природная и искусственная пыль и загрязнения вызывают красочные восходы и закаты. Действительно, гениальный сумеречные «послесвечения», которые следуют за крупными извержениями вулканов, обязаны своим существования к выбросу мелких частиц высоко в атмосфера (подробнее об этом чуть позже). Если, однако, было строго верно, что низкоуровневые пыль и дымка были ответственны для ярких закатов, таких городов, как Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Лондон, а Мехико прославится своими сумеречными оттенками.Правда это тропосферные аэрозоли — когда они присутствуют в изобилии в нижних слоях атмосферы, поскольку они часто находятся над городскими и континентальными районами — do , а не улучшают цвета неба — они покоряют их. Чистый воздух — это, по сути, главное ингредиент, общий для ярких рассветов и закатов.

Чтобы понять, почему это так, достаточно вспомнить, насколько типично небо цвета произведены. Знакомая голубизна дневного неба — это результат избирательного рассеяния солнечного света молекулами воздуха. Рассеяние — научный термин, используемый для описания отражения или изменение направления света мелкими частицами. Рассеяние пылью или водой капельки отвечают за лучи света, которые появляются, когда солнце частично освещает задымленную комнату или покрытый туманом лес. Селективное рассеяние, также известное как рэлеевское рассеяние (в честь английского физика девятнадцатого века Лорд Рэлей), используется для описания рассеяния, которое изменяется в зависимости от длины волны. падающего света.Частицы являются хорошими рассеивателями Рэлея, когда они очень мала по сравнению с длиной волны света.

Обычный солнечный свет состоит из спектра цветов, от фиолетовый и синий, с одной стороны, апельсин и красный — с другой. Длины волн в этом спектре варьируются от 0,47 мкм для фиолетового до 0,64 мкм для красного. Молекулы воздуха намного меньше этого — примерно в тысячу раз меньше. Таким образом, воздух является хорошим рассеивателем Рэлея. Но потому что молекулы воздуха немного ближе по размеру к длине волны фиолетовый свет, чем красный свет, чистый воздух рассеивает фиолетовый свет в три-четыре раза эффективнее, чем на более длинных волнах.На самом деле, если бы не тот факт, что человеческие глаза более чувствительны к синему светлее, чем к фиолетовому, ясное дневное небо будет казаться фиолетовым, а не синим!

На восходе или закате солнечный свет проходит гораздо более длинный путь через атмосферы, чем в середине дня. Потому что этот длинный путь приводит к увеличению количества фиолетового и синего света, рассеиваемого из луч почти бесконечным числом «событий» рассеяния, которые происходят по пути (процесс, известный как многократное рассеяние ), свет, достигающий наблюдатель рано или поздно днем ​​заметно краснеет.Таким образом, можно сказать что закаты красные, потому что дневное небо голубое. Это представление, пожалуй, лучшее проиллюстрировано примером: луч солнечного света, который в данный момент помогает произвести красный закат над Аппалачами в то же время вносит свой вклад в темно-синий, вечернее небо над Скалистыми горами (рис. 1).

Рисунок 1

Что происходит, когда в поле зрения попадают переносимая по воздуху пыль и дымка? Типичный капли загрязнения, например, в городском смоге или летом дымка порядка.Диаметр от 5 до 1 мкм. Частицы это большие не являются хорошими рассеивателями Рэлея, так как они сопоставимы по размер до длины волны видимого света. Если частицы имеют одинакового размера, они могут придавать красноватый или голубоватый оттенок небо, или в результате получается солнце или луна странного цвета (именно этот эффект объясняет нечастые наблюдения «голубых солнц» или «голубых лун» возле извергающихся вулканов). Поскольку загрязняющие аэрозоли обычно существуют в широкий диапазон размеров, однако общее рассеяние, которое они производят, не сильно зависит от длины волны.В результате дневное небо туманное, а не яркое. синий, сероватый или даже белый. Точно так же яркие апельсины и красные тона «чистые» закаты сменяются бледно-желтыми и розовыми, когда пыль и дымка наполнять воздух.

Но переносимые по воздуху загрязнители не только смягчают цвета неба. Они тоже увеличивают ослабление как прямого, так и рассеянного света, особенно когда солнце низко в небе. Это уменьшает общую сумму света, который достигает земли, лишая рассветы и закаты блеск и интенсивность.Таким образом, сумерки окрашивают поверхность на пыльные или туманные дни имеют тенденцию быть приглушенными и приглушенными, хотя и более чистыми апельсины и красные тона сохраняются в чистом воздухе наверху. Этот эффект наиболее заметно в самолете, вскоре после взлета в туманный вечер: Кажущийся мягким закат над землей уступает место ярким цветам наверху. как только самолет поднимется над дымкой. Когда слой дымки неглубоко, подобный эффект иногда проявляется на поверхности, так как показано закатом на рисунке 2.На фотографиях изображен лист вздыбленного высококучевого облака, который извергается пламенем огненного апельсиновый и красный, когда солнце опустится достаточно далеко за горизонт, чтобы он больше не освещает непосредственно тонкую завесу присутствующей поверхностной дымки под облаками. Слой дымки выглядит как темная полоса чуть выше горизонт в последнем (увеличенном) виде.

Потому что летом циркуляция воздуха более медленная, и потому что фотохимические реакции, которые приводят к образованию смог и дымка распространяются наиболее быстро в это время года, поздняя осень и зима — самое благоприятное время для восхода и просмотр заката над большей частью Соединенных Штатов.Загрязнение климатология также во многом объясняет, почему пустыни и тропики известны своими сумеречными оттенками: загрязнение воздуха в этих регионах составляет, по сравнению с минимальным. (Подробнее о происхождении и поведение дымки можно найти здесь.)

Роль облаков

Хотя сумеречное небо, безусловно, может внушать трепет, даже когда оно без облаков (например, на Рисунке 3 с полумесяцем слева), Самые запоминающиеся закаты — это, по крайней мере, несколько облаков.Облака ловят последние красно-оранжевые лучи заходящего солнца и первые свет зари, как экран театра, и отражать этот свет в земля. Но определенные типы облаков более тесно связаны с яркими закатами, чем другие. Почему?

Рисунок 3

Чтобы получить яркие цвета заката, облако должно быть достаточно высоким, чтобы перехватить «чистый» солнечный свет … то есть свет, который не понесли затухание и / или потерю цвета при прохождении через атмосферный пограничный слой.(Пограничный слой — это слой около поверхность, содержащая большую часть атмосферной пыли и дымки). Это во многом объясняет, почему эффектные оттенки алого, оранжевого и красного чаще всего покрывают слои перистых и высококучевых облаков, но редко — низкие облака, такие как слоистые или слоисто-кучевые. Когда низкие облака возьмут на ярких тонах, как это часто бывает над открытым океаном в тропиках, это признак того, что нижние слои атмосферы очень чистые и поэтому более прозрачен, чем обычно.

Некоторые из самых красивых восходов и закатов имеют сплошную колоды средних или высоких облаков, покрывающие все небо, за исключением узкая четкая полоса у горизонта. Пятиминутный эпизод такого закат над Балтимором, штат Мэриленд, показан на рисунке 4. В средних широтах такое небо часто ассоциируется с возмущением проходящей струи; т.е. они отмечают зону перехода между движущимися с запада на восток областями атмосферного подъем (облачность) и спуск (чистое небо).Если смотреть на восходе солнца, небо этот тип подразумевает, что погода, вероятно, ухудшится по мере того, как средний и верхний уровень влажность продолжается на восток. На закате, конечно, все наоборот, Отсюда поговорка: «Красное небо ночью, радость путника; Красное небо утром, путешественник, будьте осторожны. » эффект, который они производят. Весь пейзаж приобретает сюрреалистический оттенок шафрана, облака отражают красное и оранжевое свечение угасающего солнца, оставляя очень мало синего (рассеянный) свет с верхних уровней атмосферы достигает земли.Этот конкретный пример также показывает, насколько крупные частицы — в данном случае дождь капли падают с удаляющейся облачной палубы верхнего уровня на самом левом изображении (a) — имеют тенденцию приглушать цвета заката. Общая окраска в этот момент мрачная. коричневато-оранжевый. Через несколько минут, когда дождь прошел по окрестностям, оттенки красного и оранжевого покрывают сцену (изображение c).

Определенные формы облаков также обычно принимают формы и текстуры, которые добавляют интерес.Например, высококучевые слои обычно встречаются в инверсиях, где ветер часто меняет скорость и / или направление с высотой. Это изменение ветра (известное как сдвиг ветра ) может вызывать волнообразные или роликовые движения, которые проявляются как облако «рябь» или «вздымается». Пастбищное освещение низкого солнца на таких образования могут создавать впечатляющие облачные пейзажи, которые со временем меняются под углом изменения освещенности (например, рисунок 2). Возвышенные кучевые облака, такие как на Рисунке 4 также добавляют интереса, поскольку вертикальная протяженность облаков и их следы каскады осадков ( полосы падения ) приводят к градациям освещения которые не так легко реализовать в более однородных облачных колодах.

Еще одна причина, по которой некоторые формы облаков чаще ассоциируются с незабываемыми восходами и закаты немного сложнее других; это связано со способом формирования облако и, в частности, процессы, отвечающие за основу облака. Самый средний а облака верхнего уровня связаны с наложением двух различных воздушных потоков, более влажный (мутный) слой, превосходящий более сухой. Низкие облака, такие как кучевые и слоистые, с другой стороны, чаще всего связаны с обобщенным поднятием с до основания облака.Это поднятие приводит к постепенному увеличению относительной влажности ниже нижней границы облаков и, как следствие, к к увеличению размеров природных и техногенных загрязнителей. Эти увеличенные частицы уменьшаются интенсивность и спектральная чистота падающего солнечного света под облаками.

Сумеречные оттенки вулканов

Тропосферные облака — не единственные, которые могут усилить красота сумеречного неба. Как уже было сказано, частицы в стратосфера также может давать красочные восходы и закаты.Стратосферные частицы образуются в основном в результате извержений вулканов. и существуют в виде тонкой пелены из пыли или капель серной кислоты на на высоте от 12 до 18 миль. Как звезды и планеты, эти аэрозоли обычно невидимы в течение дня, потому что они не видно из-за рассеянного солнечного света (голубое небо) тропосферы. О Однако через 15 минут после захода солнца, когда тропосфера находится в тени и стратосфера все еще освещена солнечным светом, проходящим через нижних слоях атмосферы к западу, эти высокоуровневые облака входят в Посмотреть.Поскольку их цвета достигают наибольшей интенсивности после солнца на поверхности вулканические сумерки известны как «послесвечение».

Три различных послесвечения сумерек показаны на рисунке 5. Все три наблюдались над восточной частью США в сентябре. 1991 год после мощного извержения вулкана на Филиппинах. Гора Пинатубо в июне того же года. Как видно на фотографиях, послесвечение заметно различаются по внешнему виду в зависимости от глубины и высоты стратосферные облака в непосредственной близости от наблюдателя.Цвет и на интенсивность также влияет количество дымки и тропосферы. облачность на пути света, достигающего стратосферы.

На первом снимке (а) показано лиловое послесвечение высоко над угасанием. свет яркого заката ранней осени. Полоски цирруса в передний план уже давно затушевался, но в центре вид, далекая башня тропосферных облаков ниже горизонта отбрасывая темную тень на послесвечение.Рассеянный синий свет вниз сквозь тонкое облако, производящее послесвечение, смешанное с красный свет, который его освещает, отвечает за сиреневый оттенок.

В среднем примере (b) показано красно-оранжевое послесвечение, создаваемое более плотное аэрозольное облако. Ближайшие части освещаются свет, прошедший через тропосферу и, следовательно, сильно покраснел. Больше прямых солнечных лучей освещает ярче регион близкий к горизонту. Подобное облако, просматриваемое через более туманная нижняя атмосфера, изображенная на фото (с).Потому что дымки увеличивается затухание (особенно по горизонт), а интенсивные цвета предыдущего примера были заменены более бледными оттенками розового и белого.

Обратите внимание на то, что это только тогда, когда небольшие вулканические частицы были глубоко подняты в стратосфера, в которой появляются красочные послесвечения заката. Вулканический частицы, которые остаются взвешенными в тропосфере после извержения, сравнительно большие по размеру и количеству. В результате они ослабляют солнечный свет. а также приглушить сумеречные оттенки, как искусственная пыль и дымка.Если смотреть сквозь пелену тропосферного вулканического пепла, закат выглядит сумрачным и унылым.

Послесвечение заката на горе Пинатубо сохранялось в разной степени примерно в течение 18 месяцев после первого взрыва. В более поздние годы (особенно 1998 г. и 2003), цвета заката во многих областях были приглушены введением больших частицы дыма попадают в нижние слои атмосферы в результате лесных пожаров на западе США. Штаты, Канада и Китай.

Дополнительная литература

Предыдущие абзацы представляют собой лишь краткое введение в физику и метеорология сумеречного неба.Более необычные цвета восхода и заката чем описанные, обязаны своим существованием различным сочетаниям основных Здесь обсуждаются процессы рассеяния и поглощения. Следующие ссылки Предлагаем дополнительную информацию о сумеречных явлениях:

Борен, К. Ф. и А. Б. Фрейзер, 1985: Цвета неба. Учитель физики , 23 , 267-272 (май).

Линч, Д. К., 1995: Цвет и свет в природе. Кембридж, 277 стр.

Майнель, А. Б. и М. Майнель, 1983: Закаты, сумерки и вечернее небо. Кембридж, 173 стр.

Миннарт М., 1954: Природа света и цвета на открытом воздухе. Dover, 362 стр. [Обновлено (1995). версия с цветными фотографиями — это «Свет и цвет на открытом воздухе». Springer, 424 с.].

Нейлор, Дж., 2002: Out of the Blue. Кембридж, 372 стр.

Что придает цвет закату?

Однажды вечером взгляните на небо, и вы, вероятно, увидите, как свежее голубое небо после полудня сменяется красновато-оранжевым оттенком, простирающимся на многие мили.Вы можете спросить: почему цвет неба меняется в разное время дня? Ответ связан с тем, как свет Солнца взаимодействует с атмосферой, окружающей Землю.

Свет распространяется волнами. Каждый цвет, который мы видим, определяется длиной этих волн. Красные волны — самые длинные, и по мере того, как вы проходите через радугу, волны становятся все короче и короче, пока вы не достигнете синего и фиолетового цветов, которые являются самыми маленькими.

Когда свет Солнца движется к нам, сначала все, что он встречает, — это пустота космоса.Но здесь, на Земле, в воздухе вокруг нас кружатся тысячи почти невидимых частиц. Пыль и капли воды являются более крупными, но есть также мельчайшие молекулы газа — в основном кислород и азот — которые составляют сам воздух. Волны с длиной волны, которые попадают в атмосферу Земли, сталкиваются с этими частицами, из-за чего свет отражается во многих разных направлениях. Подумайте об этом так: если вы когда-либо были в переполненном павильоне бамперных машин в парке развлечений, натыкались на другие машины и врезались в себя, вы играли роль световой волны.

Но не все длины волн колеблются в одинаковой степени.

«Атмосфера действует как фильтр, и это всегда происходит, вы просто не обязательно об этом знаете. По сути, это эффект избирательного рассеяния, — говорит Стивен Корфиди, метеоролог Национального управления океанических и атмосферных исследований.

Голубые волны из-за их меньшего размера легче рассеиваются во многих направлениях. Красные волны с большей длиной волны меньше всего рассеиваются этими крошечными частицами в воздухе.

Днем, когда свет проходит через атмосферу на кратчайшее расстояние, мы видим синие волны, рассеянные по небу. Однако в конце дня свету приходится проходить через гораздо большую часть атмосферы, и этим коротким синим световым волнам нелегко пройти сквозь все молекулы. В основном они разбегаются, прежде чем достигают нас. В результате получается то красное небо, которое мы видим на закате, поскольку более длинные красные волны все еще могут проникать в атмосферу.

Итак, когда вы видите красное небо ночью, просто помните, что на самом деле это последний выживший из всей радуги цветов.

Красное небо ночью: наука о закатах

Недавней осенней ночью здесь, в Вашингтоне, округ Колумбия, солнце, казалось, олицетворяло стихотворение Дилана Томаса: Не уходи нежно в эту спокойную ночь … Ярость, ярость против умирающих света. Алое небо вдохновило многих зрителей схватить фотоаппараты и натолкнуло на вопрос: почему одни закаты такие захватывающие, а другие — просто путаница?

Мы попросили Стивена Корфиди, метеоролога Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), который писал о науке о красочных закатах, помочь нам увидеть свет.

Проще говоря, что делает хороший закат?

Думаю, это зависит от того, как вы определяете «хороший», но я предполагаю, что вы имеете в виду поразительно красочный, где цвета спектрально чистые, скажем, ярко-оранжевый или красный, в отличие от более приглушенной палитры.

Имейте в виду, что то, что мы видим человеческими глазами, — это лишь крошечная часть электромагнитного излучения, испускаемого солнцем. Это излучение содержит широкий спектр длин волн, но ваши глаза чувствительны только к определенным его частям: так называемым видимым длинам волн.Разные цвета связаны с разными длинами волн.

И в зависимости от того, что случилось со светом до того, как он попал к вам, некоторые из этих видимых длин волн даже не достигают вашего глаза. Его части поглощаются и отфильтровываются в атмосфере.

Итак, действительно, каждую ночь хороший закат; мы просто не всегда можем увидеть это с земли. Вы могли заметить это, если когда-нибудь взлетали на самолете на закате. С земли это может не походить ни на что особенное, просто на беловато-розовое небо, потому что вы все еще находитесь в «пограничном слое атмосферы».«Вот где скапливаются все крупные частицы, такие как пыль и загрязнения. Но когда самолет поднимается над пограничным слоем в более чистый воздух, внезапно закат становится очень ярким. Все дело в перспективе.

Хорошо, давайте поговорим о типичной точке зрения землянина. Почему мы видим больше оранжевых и красных цветов в небе во время восхода и заката, чем в другое время дня?

Когда луч солнечного света попадает на молекулу в атмосфере, это называется «рассеянием» «происходит, посылая часть световых волн в разные стороны.Это происходит миллионы раз, прежде чем этот луч попадет в ваше глазное яблоко на закате.

Две основные молекулы в воздухе, кислород и азот, очень малы по сравнению с длинами волн падающего солнечного света — примерно в тысячу раз меньше. Это означает, что они преимущественно рассеивают самые короткие волны, то есть синие и пурпурные. В основном поэтому дневное небо голубое. Дневное небо действительно выглядело бы фиолетовым для людей, если бы не тот факт, что чувствительность наших глаз достигает пика в средней [зеленой] части спектра, то есть ближе к синему, чем к фиолетовому.

Но на закате свет проходит гораздо более длинный путь через атмосферу к вашему глазу, чем в полдень, когда солнце находилось прямо над головой. И этого достаточно, чтобы иметь большое значение для наших человеческих глаз. Это означает, что большая часть синего рассеялась задолго до того, как свет достиг нас. Синий может быть где-то над западным побережьем, оставляя непропорционально много апельсина и красного, когда этот луч света попадает на восточное побережье.

Значит, один и тот же луч солнечного света поражает людей как в Скалистых горах, так и в Аппалачах? Фактически, Восток получает остатки Запада на закате?

Да, я думаю, что многие этого не осознают.Все связано. Нам, людям, нравится думать, что цвет конкретен: «О, это голубое небо» или «Это коричневый стол». Но цвета, которые вы видите, зависят от пути света до того, как он попал к вам, от того, как объект, который вы видите, отражает этот свет, и от того, к чему чувствительны ваши глаза. Абсолютов в восприятии цвета не существует. Это довольно тревожно, когда действительно начинаешь об этом думать!

Делают ли закаты более драматичными из-за пыли и загрязнения воздуха?

Нет, вы часто это слышите, но — если вы имеете в виду типичное загрязнение нижних слоев атмосферы — это миф.На самом деле все наоборот: крупные частицы в нижних слоях атмосферы, как правило, приглушают и делают цвета мутными, потому что они поглощают больше света и более или менее равномерно рассеивают все длины волн, поэтому вы не получите такого драматического эффекта фильтрации. В областях с сильной дымкой вы обычно не видите типы закатов, которые могут появиться на настенном календаре — или, скажем, в National Geographic.

Влияют ли времена года на закаты?

Вы видите яркие, особенно осенью и зимой, особенно на Востоке, потому что воздух на пути солнечного луча обычно суше и чище.

Я вырос в Балтиморе, и отчасти поэтому я заинтересовался погодой. Я бы удивился: почему сегодня закат такой красивый? И в стандартных сводках погоды не было ответов на подобные вопросы, потому что это больше о физике, чем о прогнозировании.

Если говорить о прогнозировании, то как насчет поговорки: «Красное небо ночью, мореходное наслаждение; красное небо утром, моряки предупреждают». Есть ли в этом научная правда?

Совершенно верно. Эти спектрально чистые цвета говорят вам, что к западу от вас есть значительная полоса чистого воздуха, которая, вероятно, накроет вас на следующий день.

И наоборот, могут ли местные синоптики предсказать красивый закат?

Да, в определенной степени их можно предсказать. Думаю, это вопрос, кого это волнует — может быть, создатели фильмов или фотографы сочтут эту информацию полезной, но большинство людей просто хотят знать, пойдет ли дождь или нет.

Почему закаты иногда бывают более драматичными после сильного шторма?

Часто на обратной стороне уходящей погодной системы есть косая полоса облаков, которая лучше, чем горизонтальная полоса, может действовать как своего рода экран для проецирования цветов при слабом солнце.Наклон означает, что оно улавливает больше оранжевого и красного света, и если облако достаточно тонкое, оно будет отражать эти цвета до вас. Кроме того, штормы вымывают из воздуха множество крупных частиц.

Правда ли, что к тому времени, когда мы видим закат, солнце на самом деле уже сходит?

Да, настоящий закат наступает примерно за минуту до того, как солнце исчезает. То, что вы видите, — это своего рода мираж; свет искажается вокруг горизонта из-за эффекта преломления.

Похоже, закаты — это наука, но это тоже очень субъективный опыт.

Да. Наши глаза чувствительны к очень крошечной части спектра длин волн солнца, и это отвечает за то, как мы видим окружающую среду. Другие существа, кажется, могут видеть ультрафиолетовую область спектра. Мы можем видеть только крошечную часть того, что происходит.

Значит, бабочка или северный олень, которые могут воспринимать ультрафиолетовый свет, могут видеть другой, возможно, более красочный закат, чем мы?

Совершенно верно. Чем больше вы смотрите на вещи, тем больше понимаете, насколько уникален ваш собственный человеческий опыт на этой планете, в этом конкретном месте и в это время.

Это интервью было отредактировано и сжато.

Следите за сообщениями Аманды Фигль на Twitter.

Наука о цвете заката: почему самые холодные месяцы года дают лучшие закаты

В последнее время, когда температура упала, закаты в офисе Vox’s в Вашингтоне, округ Колумбия, были удивительно красивыми.

Ближе к сумеркам, насыщенные кораллово-розовые, красные и персиковые апельсины задрапировали горизонт. Среди цветов облака, похожие на падающие полотна ткани, плывут, как будто они пытаются собрать парашют для нашей тонущей звезды.

Нам пришло в голову, что, поскольку дни стали короче, а закаты наступают раньше, у нас просто больше шансов заметить их на работе.

Но мы также должны были задаться вопросом: возможно ли, что поздние осенние и зимние закаты просто … лучше?

По словам метеоролога NOAA Стивена Корфиди, закаты действительно лучше в холодные месяцы года.

Корфиди говорит, что пиковый сезон заката для средних широт (например, северо-восток США) приходится на ноябрь-февраль, и это связано с сочетанием нескольких метеорологических факторов.По его словам, закат не зависит от загрязнения окружающей среды смогом (вопреки расхожему мнению). То есть, если вы не любите туманные закаты.

Корфиди занимается предсказанием штормов, но всю жизнь увлекается наукой о закатах. По его словам, сначала он заинтересовался метеорологией из-за закатов. «Мне понравилось, как небо день ото дня менялось», — говорит он. Каждый день приносит новый закат, и он хотел знать, почему.

Конечно. Красота субъективна. Для меня (и для Корфиди) красивый закат — это ярко окрашенный.«Замечательное слово было бы« спектрально чистым », — говорит он, с красными и оранжевыми оттенками, которые выглядят так, будто их вытащили из коробки с мелками Crayola. Некоторым людям нравятся более приглушенные закаты, и это нормально.

Но прежде чем мы объясним, почему зимние закаты так хороши, давайте посмотрим, как мы можем получить эти прекрасные цвета позднего дня в любое время года.

Закаты, объяснение

Закатные цвета создаются в результате явления, называемого рэлеевским рассеянием. Это то же явление, из-за которого небо днем ​​кажется голубым.

Солнечный свет содержит все цвета радуги. Но не все цвета достигают земли в одинаковой концентрации. Молекулы азота и кислорода в нашей атмосфере действуют как маленькие зеркала, в частности, для синего и фиолетового света. Это означает, что на землю падает не так много синего или фиолетового света. Вместо этого он подпрыгивает в нашей атмосфере, создавая голубой купол неба, с которым мы все так знакомы.

Когда вы видите диаграмму, это становится понятнее.

NOAA

На закате свет должен пройти через большие расстояния атмосферы, чтобы достичь наших глаз, поэтому отфильтровывается еще больше синего света и даже немного зеленого и желтого света.Это оставляет нам более теплые оттенки видимого света, красного и оранжевого, и именно поэтому многие закаты выглядят как огонь.

Но почему они кажутся более насыщенными в более холодные месяцы? «Эти цвета связаны с определенными атмосферными условиями», — говорит Корфиди.

Низкая влажность + более чистый воздух = более насыщенные цвета заката

Когда на улице холодно, обычно менее влажно, а это значит, что в воздухе меньше водяного пара. Но объяснение того, почему низкая влажность способствует лучшему закату, немного косвенно.

Даже сверкающий чистый воздух не «чистый». Он наполнен крошечными частицами, называемыми аэрозолями. Это могут быть химические вещества, которые естественным образом вырабатываются деревьями, они могут быть вызваны ветром, поднимающим грязь и пыль в атмосферу, или возникать из антропогенных источников загрязнения. Эти аэрозоли гигроскопичны, «что является причудливым способом сказать, что молекулы водяного пара прилипают к множеству этих частиц», — говорит Корфиди.

Когда эти аэрозоли притягивают водяной пар, они разбухают. «По мере увеличения они становятся похожими на любой объект, который вы видите невооруженным глазом», — говорит он.То есть они закрывают обзор.

«По сути, они действуют как бумажная салфетка в воздухе, они рассеивают свет», — говорит он. «Они уменьшают интенсивность света и снижают спектральную чистоту». (Некоторые люди думают, что смог и загрязнение способствуют лучшему закату, говорит он, но это миф. Также: некоторым людям просто могут понравиться более прозрачные закаты, создаваемые закрытым воздухом.)

Такой четкий и сухой воздух позволяет более чистым цветам проникать в наши глаза.

Улучшение положения зимой: большая часть воздуха, которым мы дышим, спустилась вниз из Арктики, где меньше деревьев и где производятся промышленные предприятия по производству аэрозолей.Таким образом, воздух не только становится чище из-за низкой влажности, но и становится немного чище для начала.

Но это еще не все.

Сумерки длится дольше ближе к солнцестоянию. Так что эти чистые закаты сохраняются.

По мере приближения к зимнему солнцестоянию время, необходимое солнцу для заката, увеличивается из-за угла, под которым солнце садится в землю. Во время равноденствий солнце в значительной степени опускается в землю под углом 90 градусов. Ближе к зимнему солнцестоянию солнце садится под большим углом, увеличивая время, необходимое для заката.То есть: цвета заката остаются ближе к зимнему солнцестоянию, что позволяет нам наслаждаться ими дольше.

И последнее: облака могут быть более благоприятными для красивых закатов зимой. «В зимнее время более вероятно, что вы получите четко очерченные облачные системы», — говорит он, что является результатом более сильного температурного градиента между северными и южными широтами и более сильного струйного течения. После дня или двух облаков, дождя или снега, когда эти погодные системы перемещаются на запад, они создают условия для потрясающих закатов, скрытых облаками.

Мы смотрим на закат в западном небе, они создают театральный фон для солнца. Эти облака затем могут отражать эти прекрасные теплые оттенки обратно в наши глаза, усиливая впечатление.

Часть красоты в удивлении

Учитывая все эти переменные, я задавался вопросом: можно ли предсказать великие закаты? Вы можете предсказать их, говорит Корфиди, с помощью данных о влажности и понимания того, где облака будут располагаться ближе к закату.

Но, может, и не стоит.

Часть красоты заката заключается в том, что к концу дня вас застают врасплох, удивляют, восхищают и ослепляют. «Я думаю, что интуиция — это довольно забавная часть».

Потрясающий зимний закат в Норвегии. Мартин Цвик / REDA & CO / Universal Images Group через Getty Images

Цветовая последовательность заката

Есть много вариантов заката. Какие цвета вы будете использовать, зависит от того, какой закат вы планируете нарисовать.Всегда лучше выйти и понаблюдать. Как всегда, я буду говорить из собственного опыта.

Я бы посоветовал вам заглянуть на эти страницы:

Цветовая система Munsell

Почему закат красный?

Вам будет очень интересно. Это поможет вам немного лучше понять цвета, или, лучше сказать, свет.

По мере того, как солнце садится ниже, благодаря атмосфере оно становится более оранжевым, иногда даже красным, а также меняет видимый размер .Допустим, это все объяснение (это не так), потому что для написания более подробной информации потребуются часы.

Возьмите эти цвета:

1. Прусский синий
2. Кадмий оранжевый
3. Телесного цвета (или Сиенна сырая или Неаполитанская желтая)
4. Белый
5. Красный кадмий и красный красный
6. Сиена жженая
7. Желтый кадмий

---

Вместо черного можно использовать берлинскую лазурь. Взгляните на красоту этого цвета.Иногда ограниченная палитра, которая у нас есть, может заставить кого-то выбрать черный цвет, и я это понимаю. Черный цвет, конечно, хорош, но он убьет яркий цвет заката. Вот почему вам следует использовать берлинскую лазурь! При смешивании с красным он дает красивое пурпурное свечение, а пурпур можно увидеть на закате. Я не могу объяснить, насколько я люблю использовать эту краску.

Кадмий оранжевый предназначен для яркого света, который Солнце дает нам на закате. Вам нужно, чтобы Солнце светилось. В конце концов, мы видим взрыв.Кадмий оранжевый, если его нанести, может приблизить вас к этому свечению.

Телесный цвет Используйте вместо белого. Он выглядит розовым, но это не так. Если вам нужно сделать какой-то участок светлее, смешайте его с этим цветом.

Белый — используйте как фон для светящихся участков. Вот как это работает. Если есть область, которую вы действительно хотите сделать яркой, сначала закрасьте ее белым. Подождите, пока он высохнет. Закрасьте его определенным цветом. На картинке ниже я бы использовал его для Солнца.Иногда вам не удастся создать такой чистый свет, который можно найти в природе, поэтому вы можете применить фон перед рисованием.

Сиена жженая — используйте этот цвет, чтобы затемнить некоторые области, противоположные освещенной стороне. Пример: на облаках.

Cadmium Red — просто совершенство для получения сияния.

Rouge Red — смешанный с берлинской лазурью дает глубокий цвет закатного неба.

Желтый кадмий — дает дополнительное свечение солнцу и облакам.

Вот таблица цветов, которая поможет вам.

---

Но есть проблема. Это не единственная палитра. Закат может быть более красным, более желтым, более фиолетовым …

Итак, вкратце: для заката выбирайте цвета, которые находятся в диапазоне желтого, оранжевого, красного, пурпурного, синего.

Допустим, эта последовательность будет следующей: берлинский синий / берлинский синий, смешанный с красным румянцем / красным румянцем (не слишком много) / красный румянец с красным кадмием / красный кадмий (не слишком много) / красный кадмий, смешанный с оранжевым кадмием / смесь оранжевого кадмия. с желтым кадмием в самом конце (желательно лишь мельком увидеть его в определенных местах).

Однако …

… посмотрите на картинку выше! Это нарушает последовательность! Это потому, что закат не такой однородный. Но давайте рассмотрим это.

Самая светлая часть — это само Солнце. Я бы использовал белый цвет. Подождите, пока он высохнет. Я бы применил кадмий оранжевый. Но этого было бы недостаточно. Я бы подождал, пока он высохнет, и я смогу покрыть его глазурью кадмиевым апельсином. Здесь вам следует использовать остекление. Свет разбрасывается повсюду, и вам нужно это показать.Смешивание цветов не даст такого эффекта. Остекление будет.

Самый темный цвет на этом изображении не черный. Это пурпурный цвет, покрытый жженой сиеной и красным кадмием. Итак, я бы использовал сначала берлинскую лазурь. Смешайте его с красным румянцем. Это даст прекрасный темный фиолетовый цвет. Затем нанесите на него глазурь Burnt Sienna (но только в самых темных частях) и Cadmium Red, где темные части облаков начинают встречаться с более светлыми облаками.

Облака наверху горят. Я бы использовал телесный цвет для смешивания с кадмием красным и оранжевым.Самые легкие детали кажутся такими легкими и пушистыми, что вам нужно сделать их тонкими. Я бы использовал белый цвет и покрыл его желтым кадмием.

Надеюсь, это помогло. Этого недостаточно, и этого никогда не будет, но для грубого старта все должно быть хорошо.

Удачи.

П.С. Я использовал эти ссылки, потому что их было легче всего найти при вводе в поиске Google. Моей целью не был маркетинг этих продуктов. Можете брать любую понравившуюся марку, если она вам подходит. Я сам использую много разных брендов.

Цвет заката | Красноречивые образы Гэри Харта

Красный закат, озеро Ванака, Новая Зеландия

Тропический рассвет, большой остров Гавайи

Раскрашенные дюны, плоские мескитовые дюны, Долина смерти

Небо в огне, Хопи-Пойнт, Гранд-Каньон

Весенний закат, Лейдиг-Мидоу, Йосемити

Last Light, Half Dome, Yosemite

Before the Sun, Южный Туф, озеро Моно

Свет и цвет

Солнечный свет достигает Земли в виде энергетических волн различной длины.Сумма видимых длин волн солнечного света дает нам свет, который кажется белым. Цвета, которые мы воспринимаем, когда волны определенной длины в видимом спектре поглощаются или рассеиваются, причем каждая длина волны создает отдельный цвет. Хотя видимая часть солнечной энергии генерирует практически бесконечное количество цветов, все мы знакомы с произвольными названиями цветов, присвоенными точкам длины волны по всему спектру.

При переходе от самой длинной видимой длины волны к самой короткой видимый свет распадается на красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго или фиолетовый оттенок.Не случайно, что это также цвета радуги, которые мы видим, когда белый свет солнца, разделенный преломлением в переносимых по воздуху каплях воды, отражается обратно в наши глаза. Может быть, вы помните еще со времен учебы в физике в колледже мнемонический акроним для цветов радуги и их порядка (от внешнего к самому внутреннему): ROY G BIV.

Когда луч солнечного света проходит через вакуум (например, космос), все его длины волн достигают наших глаз одновременно, и мы воспринимаем видимую часть как белую.Когда солнечный свет встречает что-то (например, дерево, камень, молекулы воздуха или что-то еще), часть его света либо поглощается, либо рассеивается, в зависимости от длины волны и свойств мешающей среды. Итак, если мы не находимся в космосе, свет, который в конечном итоге достигает наших глаз, либо отражается, либо лишается определенных длин волн тем, с чем он сталкивается в своем путешествии.

Например, участок свежего снега равномерно отражает все видимые длины волн солнца и кажется нашим глазам белым.Кусок угля равномерно поглощает большую часть падающего на него солнечного света, поэтому мы видим уголь как черный. А когда солнечный свет падает на лист, все его длины волн, кроме тех, которые мы воспринимаем как зеленые, поглощаются, в то время как зеленые волны отражаются в наших глазах.

Цвет неба

Поскольку наша атмосфера не является вакуумом, солнечный свет изменяется просто, проходя через воздух. В атмосфере без примесей (например, пыли, дыма и водяного пара) свет взаимодействует только с молекулами воздуха.Проще говоря, молекула воздуха будет рассеивать любую длину волны, которая меньше, чем она есть, поэтому самые короткие волны рассеиваются легче всего. Это рассеяние поступающей солнечной энергии атмосферными молекулами становится фильтром, который сначала улавливает фиолетовые и синие волны, позволяя более длинным волнам проходить и продолжать свое путешествие к более отдаленным глазам.

Когда солнце находится над головой, солнечный свет проходит через относительно небольшой объем атмосферы. Длины волн, которые достигают наших глаз, рассеиваются первыми, короткие фиолетовые и синие длины волн делают небо голубым (небо кажется более голубым, чем фиолетовым, потому что наши глаза более чувствительны к синему свету).

С другой стороны, когда солнце находится на горизонте, свет, который достигает наших глаз, проходит через гораздо больше атмосферы, чем когда солнце находилось прямо над головой. Более короткие фиолетовые и синие длины волн давно исчезли, сделав небо синим для других на своем пути, и единственные оставшиеся длины волн — это более длинные, менее легко рассеиваемые, оранжевые и красные длины волн. Закат! (Или восход солнца.)

Примеси, содержащиеся в воздухе, затрудняют процесс фильтрации атмосферы, поэтому вопреки распространенному мнению, яркий закат требует чистого, незагрязненного воздуха.Это потому, что молекулы дыма, пыли и воды намного больше, чем молекулы воздуха. Вместо того, чтобы рассеивать только определенные цвета, как это делают крошечные молекулы воздуха, более крупные молекулы рассеиваются гораздо более полно — другими словами, вместо того, чтобы рассеивать только синие и фиолетовые длины волн, загрязненный воздух улавливает также много оранжевого и красного (и всего, что между ними).

Любой, кто смешал смузи, состоящий из множества ярко окрашенных ингредиентов (таких как клубника, черника, дыня и капуста — ну, ням?), Знает, что цвет смузи не будет таким ярким, как любой из его ингредиентов, не даже близко.Вместо этого вы получите коричневатую или сероватую гадость, которая в лучшем случае может быть слегка окрашена в цвет преобладающего ингредиента.

Убедитесь в этом сами: в следующий раз, когда уляжется буря, проверьте цвет неба — будь то полуденный синий или красный закат, легко увидеть, насколько ярче становится цвет, когда воздух чистый. А что более известно своими закатами, Гавайи, где дожди идут почти ежедневно, или Лос-Анджелес с его разросшимися городами и машинами, извергающими выхлопные газы?

Еще один источник цвета на закате, который стал слишком знаком любому в регионах, подверженных лесным пожарам или поблизости от них, — это закаты с красными резиновыми шарами, когда поблизости огонь.Яркий закат требует интенсивного солнечного света, чем интенсивнее, тем лучше. На типичном ярком закате, в то время как остальная часть неба залита цветом, само солнце слишком яркое, чтобы его можно было сфотографировать как что-либо, кроме белого диска (не делая остальную часть сцены слишком темной). Но когда солнечному свету приходится пробиваться сквозь частицы дыма, общее количество света значительно уменьшается, и рассеянного света любой длины волны не хватает, чтобы раскрасить небо. Но посмотрите прямо на солнце — оно настолько яркое, что некоторые из его длин волн пробились к сетчатке глаза, сделав солнце красным, а остальное небо — мутным коричневато-серым.

Получите максимум от изображений заката

Каждый раз, когда дождь очищает атмосферу, а оставшиеся облака смешиваются с солнечным светом, высока вероятность яркого восхода или заката. У меня есть несколько мест рядом с домом и в местах, которые я часто посещаю (Йосемити, Гранд-Каньон, Долина Смерти, Гавайи и т. Д.), Куда я направляюсь, когда условия для цвета на небе выглядят многообещающими.

Где бы я ни был, готовясь к съемке незадолго до начала заката, я ищу облака, попадающие под прямые солнечные лучи.Это свет, который, скорее всего, станет окрашиваться на закате, начиная с янтарного свечения, которое переходит в розовый и красный. И наоборот, если незадолго до захода солнца облака не загораются, это может указывать на то, что закат будет шипеть. Но не сдавайтесь, ведь природа полна сюрпризов.

Пара ошибок, которые часто допускают неопытные фотографы, — это то, что они слишком рано отказываются от заката и забывают проверить небо позади себя. Некоторые из лучших закатов, которые я когда-либо видел, происходили, когда солнце проскальзывало через невидимую дыру в облаках прямо за горизонтом.И вскоре после захода солнца розовые остатки длинных волн все еще окрашивают горизонт восток . По мере того, как этот цвет становится более глубоким, стальная синяя тень Земли начинает опускаться. Эта комбинация насыщенных цветов и мягкого света без теней создает одни из лучших цветов и света для фотографии. Даже если сцена кажется вам слишком темной, не забывайте, что камера может накапливать свет и передавать цвета и детали, которые не видны вашему глазу.

Максимизация цвета в условиях высокого динамического диапазона на закате требует осторожной экспозиции.Вместо того, чтобы доверять изображению предварительного просмотра в ваших сценах с экстремальным контрастом, важно доверять своей гистограмме. Если гистограмма для сцены заката с высоким динамическим диапазоном выглядит хорошо (светлые участки и тени не обрезаны), вполне вероятно, что на ЖК-дисплее светлые участки будут выглядеть слишком яркими, а тени — слишком темными. Не поддавайтесь желанию исправить одно или другое в поле, а вместо этого верьте, что вы сможете восстановить и то, и другое в процессе обработки позже. Если вы не уверены (или просто не доверяете своей способности читать гистограмму), увеличьте экспозицию на пару ступеней вокруг того, что, по вашему мнению, является лучшим.

И не забудьте проверить свою гистограмму RGB — даже если гистограмма яркости выглядит хорошо, возможно, что красный канал обрезан, и вам придется немного уменьшить экспозицию.

Вы можете узнать больше о замере в моей статье Manual Exposure .

Например: Sentinel Dome, Yosemite

Sunset Storm, Half Dome от Sentinel Dome, Йосемити

Sentinel Dome в Йосемити обеспечивает 360-градусный обзор Йосемити и окружающих пиков Сьерры.Среди многих причин, по которым это прекрасное место для заката, является то, что с вершины Sentinel Dome вы можете видеть, что происходит на западном горизонте, и планировать съемку задолго до захода солнца. Этим летним вечером я был там вскоре после полуденного дождя. Хотя воздух был кристально чистым, оставалось много облаков, а на западном горизонте было отверстие, через которое солнце могло проскользнуть прямо перед тем, как исчезнуть на ночь.

Вместо того, чтобы довольствоваться более стандартной композицией Half Dome, я немного побродил в поисках интересного переднего плана.В итоге я нацелился на эту группу мертвых сосен на северо-восточном склоне Сентинеля, в паре сотен футов от вершины. Не случайно закат той ночью, один из самых ярких, что я когда-либо видел, наступил вскоре после того, как шторм очистил атмосферу. Мало того, что облака вспыхивали, цвет был настолько интенсивным, что его отражение окрашивало гранит, деревья и почти все остальные открытые поверхности.

Например: Hilltop Oaks, Sierra Foothills

Дубы в огне, предгорья Сьерра, Калифорния

Я ехал по предгорьям Сьерры к востоку от Сакраменто в поисках подходящего сюжета для этого огненного заката.Раньше на закате просто нужно было найти фотогеничное дерево (или деревья), но когда солнце находилось более чем на 15 минут ниже горизонта, передний план был настолько темным, что мне понадобился силуэт объекта на фоне неба — что угодно иначе потерялся бы в быстро чернеющих тенях. Эти деревья появились как раз вовремя.

Такой цвет появляется поздно (или, на восходе солнца, рано), по направлению к солнцу спустя много времени после того, как большинство людей пошло на ужин (или пока они еще лежат в постели).Все в этой сцене, кроме неба, является черным, поэтому моему объекту нужно было выделяться на фоне неба. Я был так доволен своим открытием, что эти деревья стали для меня излюбленными предметами — просмотрите мои галереи и посчитайте, сколько раз вы видите одно или оба из них (часто с полумесяцем).

Например: Южный Туф, озеро Моно

Перед солнцем, Южный Туф, озеро Моно

Воздух на восточной стороне Сьерры намного чище, чем воздух на более густонаселенной западной стороне, а облака, образующиеся при преобладающем западном ветре, спускающемся с крутого восточного побережья Сьерры, уникальны и драматичны.Озеро Моно — прекрасный объект для ярких шоу восхода и захода солнца в Восточной Сьерре. Мало того, что здесь чистый воздух и фотогеничные облака, туфовые образования озера Моно и часто стеклянная поверхность делают прекрасный передний план. Открытость ландшафта, окружающего озеро Моно, позволяет вам наблюдать за восходом или закатом солнца. Много раз в течение восхода или заката я фотографировал во всех направлениях.

Этот снимок был сделан в начале особенно яркого восхода солнца.Воздух был чистым, с правильным сочетанием облаков и ясного неба; Совершенно спокойный воздух позволял поверхности озера превращаться в стекло. Я считаю, что чем больше я предвижу подобное небо, тем лучше я готов, когда происходит что-то впечатляющее. В этом случае я был на озере задолго до начала окрашивания, но поскольку казалось, что все восходящие звезды выравниваются, я смог спланировать свою композицию и настройки задолго до начала окрашивания.

---

Галерея цветов заката (и восхода)

Щелкните изображение для более детального просмотра и слайд-шоу.Обновите окно, чтобы изменить порядок отображения.

Рассвет, озеро Моно

Alpenglow, Mt. Уитни и холмы Алабамы, Восточная Сьерра

Тропический рассвет, Большой остров Гавайи

Перед солнцем, Южный Туфа, озеро Моно

Закатный огонь, Олмстед-Пойнт, Йосемити

Багровое утро, озеро Ванака, Новая Зеландия

Отражение рассвета , Озеро Триллиум и горы.Худ, Орегон

Красный закат, озеро Ванака, Новая Зеландия

Last Light, Half Dome, Yosemite

Sunset Reflection, Half Dome and Mirror Lake, Yosemite

Autumn Reflection, Half Dome, Yosemite

Spring Sunset, Leidig Meadow , Yosemite

Twilight Magic, Yosemite Valley from Tunnel View, Yosemite

Sunset Reflection, Badwater, Death Valley

Face to Face, Half Dome from Glacier Point, Yosemite

Sunset Calm, Mt.Адамс, озеро Траут, Вашингтон

Восход солнца, Ровена Крест, ущелье реки Колумбия

Восход солнца, Побережье Пуны, Большой остров Гавайи

Земля в огне, кальдера Килауэа, Гавайи

Закат и деревья, купол над куполом Сентинел, Йосемити

Текила Сансет, Сьерра-Футхиллз, Калифорния

Санрайз, Лон Пайн Пик и Mt.