Navzdory vědeckému pokroku a volnému přístupu k mnoha zdrojům informací dokáže vzácný člověk správně odpovědět na otázku, proč je nebe modré.

Proč je obloha přes den modrá?

Bílé světlo – totiž vyzařuje ze Slunce – se skládá ze sedmi částí barevného spektra: červené, oranžové, žluté, zelené, modré, indigové a fialové. Počítací říkanka známá ze školy – „Každý myslivec chce vědět, kde bažant sedí“ – právě určuje barvy tohoto spektra podle počátečních písmen každého ze slov. Každá barva má svou vlastní vlnovou délku světla: nejdelší pro červenou a nejkratší pro fialovou.

Nám známá obloha (atmosféra) se skládá z pevných mikročástic, drobných kapek vody a molekul plynu. Postupem času se objevilo několik mylných představ, které se snaží vysvětlit, proč je obloha modrá:

• atmosféra, skládající se z nejmenších částic vody a molekul různých plynů, dobře prochází paprsky modrého spektra a nedovoluje, aby se paprsky červeného spektra dotýkaly Země;
• malé pevné částice - například prach - suspendované ve vzduchu nejméně rozptylují modré a fialové vlny a díky tomu se jim na rozdíl od jiných barev spektra daří dostat se až na povrch Země.

Tyto hypotézy podporovalo mnoho slavných vědců, ale studie anglického fyzika Johna Rayleigha ukázaly, že to nejsou pevné částice, které jsou hlavní příčinou rozptylu světla. Jsou to molekuly plynů v atmosféře, které rozdělují světlo na barevné složky. Bílý sluneční paprsek, který se sráží s částicí plynu na obloze, se rozptyluje (rozptýlí) do různých směrů.

Při srážce s molekulou plynu se každá ze sedmi barevných složek bílého světla rozptýlí. Světlo s delšími vlnovými délkami (červená složka spektra, kam patří i oranžová a žlutá) se v tomto případě rozptyluje hůře než světlo s krátkými vlnami (modrá složka spektra). Z tohoto důvodu zůstává po rozptýlení ve vzduchu osmkrát více barev modrého spektra než červených.

Ačkoli fialová má nejkratší vlnovou délku, obloha se stále jeví jako modrá kvůli směsi fialové a zelené vlnové délky. Naše oči navíc lépe vnímají modrou než fialovou, a to při stejném jasu obou. Právě tyto skutečnosti určují barevné schéma oblohy: atmosféra je doslova naplněna modromodrými paprsky.

Proč je potom západ slunce červený?

Ne vždy je však obloha modrá. Přirozeně vyvstává otázka: pokud celý den vidíme modrou oblohu, proč je západ slunce červený? Výše jsme zjistili, že červená je nejméně rozptýlena molekulami plynu. Při západu slunce se Slunce přibližuje k obzoru a sluneční paprsek směřuje k zemskému povrchu nikoli svisle, jako ve dne, ale pod úhlem.

Cesta, kterou urazí atmosférou, je proto mnohem delší než cesta, kterou urazí během dne, kdy je Slunce vysoko. Z tohoto důvodu je modro-modré spektrum absorbováno v silné vrstvě atmosféry a nedosahuje Zemi. A delší světelné vlny červenožlutého spektra dosahují povrchu Země a barví oblohu a mraky do červených a žlutých barev charakteristických pro západ slunce.

Proč jsou mraky bílé?

Pojďme se dotknout tématu mraků. Proč na modrá obloha Bílé mraky? Nejprve si připomeňme, jak vznikají. Mokrý vzduch, obsahující neviditelnou páru, zahřívající se na povrchu země, stoupá a expanduje kvůli skutečnosti, že tlak vzduchu nahoře je menší. Jak se roztahuje, vzduch se ochlazuje. Při dosažení určité teploty dochází ke kondenzaci vodní páry kolem atmosférického prachu a dalších suspendovaných látek a v důsledku toho vznikají drobné kapičky vody, jejichž splynutím se vytvoří oblak.

Navzdory své relativně malé velikosti jsou částice vody mnohem větší než molekuly plynu. A pokud při setkání s molekulami vzduchu, sluneční paprsky rozptylovat, když se pak setká s vodními kapkami, světlo se od nich odráží. Původně bílý sluneční paprsek přitom nemění svou barvu a zároveň se „přibarvuje“. bílá barva molekuly mraků.

Mnozí z nás, v dětství, alespoň jednou, ale položili podobnou otázku, proč nebe modrá nad námi Světlo, které k nám dopadá přímo ze Slunce, je totiž ve skutečnosti bílé, vůbec ne modré. S přibývajícím věkem však lidé o tuto problematiku rozhodně neztratili zájem. Mnohým by nevadilo uklidnit svou zvědavost a ještě zjistit, proč je nebeská klenba modrá.

Proč je nebe modré: fyzika

Fyzika pomůže podrobněji proniknout do všech jemností této problematiky, kde vědci již dlouho přišli na důvody a vše důkladně prostudovali. Můžeme jen ochutnat plody jejich tvrdé práce.

Začněme tedy tím, co naši planetu odlišuje od ostatních – je to přítomnost vzduchu, který mohou živé organismy dýchat. Jeho složení sice zahrnuje dusík, kyslík, oxid uhličitý, vodní páru, různé prachové částice, které jsou neustále v pohybu, přesto zůstává absolutně transparentní. Ale na druhou stranu má sluneční světlo obrovské množství barev, jsou nám známé jako barvy duhy. Každá ze sedmi barev má svou vlnu, paprsek a všechny jsou různě dlouhé.

Aby se sluneční světlo dostalo na Zemi, musí prorazit obrovskou vrstvu vzduchu. Právě při průchodu světla vzduchem se paprsky začnou rozptylovat a tento proces probíhá intenzivněji přesněji u modré. To se vysvětluje velmi jednoduše – vlnová délka modrého světla je nejkratší. Tak se z hlediska fyziky vysvětluje modř oblohy.

Na naši otázku odpověděla fyzika "proč je nebe modré", ale co mraky, protože mají bílý nádech, ačkoli jsou ve vzduchu. Bylo by logické předpokládat, že sluneční paprsky se budou rozptylovat mezi mraky stejně jako při průchodu tloušťkou vzduchu. K této problematice je ale potřeba přistupovat z trochu jiného úhlu.

Mraky jsou především nejmenší částice vody, které se odpařily z povrchu Země a seskupily se do plynné hmoty. Ale bez ohledu na to, jak malé jsou tyto částice, budou stále mnohem větší než molekula vzduchu. Odpověď na tuto otázku spočívá ve velikosti molekul.

Jak jsme se dozvěděli, sluneční paprsky, pronikající zemskou atmosférou, narazí na své cestě na překážku – vzduch, který lze překonat pouze rozptylem. Ale s mraky tato metoda nefunguje kvůli stejné velikosti molekul. Světlo, které se setká s mikrokapičkou vody, se neláme, ale odráží od jejího povrchu.

To umožňuje, aby sluneční paprsek zůstal ve své původní barevné paletě, tedy bílé, zatímco molekuly mraku byly zbarveny bíle.

Je velkým potěšením sledovat v létě kupovité mraky procházející kolem a snažit se vysvětlit, proč jsou buď světlé, nebo tmavé. Když je mrak osvětlen Sluncem, je oslnivě bílý, ale když mrak přejde přes nás, jeho základna zešedne nebo úplně ztmavne. Kapky vody v oblaku jsou tak blízko sebe, že jde o téměř úplně neprůhledné bílé těleso – bílé, protože světlo oblakem stěží proniká, ale je velmi dobře odráženo četnými kapkami. Je-li Slunce zakryto kupovitými mraky, jeví se tmavé, ale okraje mraků jsou vždy světlé: „každý mrak má stříbrný okraj“.

Rozložení světla a stínu nám tedy dává zajímavá data o různých částech oblaku – horní, spodní, přední, zadní a skutečné podobě tohoto obrovského útvaru. Není vždy snadné získat správnou představu o jeho proporcích, stejně jako o poloze mraku ve vztahu ke Slunci. Jsou-li například mraky přede mnou a Slunce v určité vzdálenosti nad nimi, budu zmaten, když uvidím pouze stíny (obr. 169, a). Neumím si představit tu velkolepost

Rýže. 169. Světlo a stíny na kupovitých oblacích: a) jak vidíme krajiny
pozorovatel při pohledu od severu k jihu; b) chybné osobní dojmy pozorovatel a obraz, který očekává, že uvidí; c) jak se věci mají ve skutečnosti. V případech b) ac) se pozorovatel dívá z východu na západ. Slunce je na jihu.

vzdálenost ke Slunci, nevědomky ji považuji za velmi blízkou a proto se mi zdá, že část AB by měla být osvětlena (obr. 169, 6). Sluneční paprsky osvětlující mrak totiž probíhají rovnoběžně s linií spojující Slunce s mým okem (obr. 169, c).

Bez ohledu na to, jak rozmarná je hra světla a stínu, bez ohledu na to, jak složité jsou stíny vrhané jedním mrakem na druhý, zdá se nemožné vysvětlit všechny rozdíly v barvách kupovitých mraků pouze tímto.

I. Levitan

Když se obloha po bouřce vyjasní a zbude jen několik kupovitých mraků, jasně osvětlených Sluncem a uspořádaných tak, že stín jednoho z nich nemůže padat na druhý, tyto mraky jsou stále tmavší a tmavší a nakonec, než úplně zmizí , změní se na modročernou. Celkový dojem je, že v pozadí jsou vidět tenké části kupovitých mraků modrá obloha, ukázalo se, že to není "modrá + bílá" (jak by se dalo očekávat), ale "modrá + černá".

Na druhé straně, kupovitý oblak se jeví jako šedý, když jej vidíme proti jinému velkému oblaku, který je zcela bílý, takže otázka zvýšení jasu pouhým zvětšením celkové tloušťky vrstev nemůže vyvstat. Fyzika těchto jevů, ačkoli je pozorována denně, stále není dobře pochopena. Samozřejmě je třeba být velmi opatrný, pokud jde o představu, že mraky světlo pohlcují; je třeba se nejprve pokusit vysvětlit tento jev tím, že předpokládáme, že mraky jsou pevné bílé útvary, pak si uvědomit, že ve skutečnosti nejsou nic jiného než mlha rozptylující světlo, a nakonec vzít v úvahu, že mraky mohou obsahovat tmavé prachové částice.

Zajímavé je srovnání mraků s bílou párou (nikoli kouřem!) parní lokomotivy.V některých případech se pára jeví při pohledu pod velkým úhlem k dopadajícímu světlu bělejší a při pohledu ze strany méně jasná. Slunce, kdy oko vnímá paprsky odražené téměř ve směru dopadu. V jiných případech, bez ohledu na směr pozorování, je pára mnohem jasnější než nejjasnější části kupovitých mraků; možná je to způsobeno velkou vzdáleností od mraků a útlumem světla v důsledku rozptylu ve vzduchu.

Jiří Nyský. Podzim. semafory

Temný Kupovité mraky na dálku se často objevují namodralé. Nejedná se o barvu samotných mraků, ale o světlo rozptýlené v atmosféře mezi mrakem a naším okem. Tím dále tmavý mrak, tím více se jeho barva blíží barvě oblohy. Na druhé straně jasné mraky blízko obzoru zežloutnou.

Měli bychom zvážit i jiné mraky a pokusit se vysvětlit například, proč jsou dešťové mraky tak šedé, proč mají bouřkové mraky zvláštní barvu olova vedle vybledlé oranžové Je to prach? Naše informace o tom všem jsou však natolik neúplné, že se omezíme na apel na čtenáře, aby učinil nezávislá pozorování.

Rozložení jasu nad nebeskou klenbou, když je zcela a rovnoměrně zakryto mraky, je velmi charakteristické a jakoby doplňuje rozložení na jasné obloze. Srovnejte např. pomocí zrcadla zenit a horizont: při jasné obloze je zenit vždy tmavší; poměr jasu se pohybuje od 3 do 5 (fotografie X1X a XX).

Krása oblohy byla více než jednou zobrazena umělci, popsána spisovateli a básníky, dokonce i lidé, kteří mají k umění velmi daleko, se dívají do této lákavé propasti, obdivují ji, nenacházejí ani slova, ani dostatek emocí, aby vyjádřili ty pocity, které vzrušují. duše a mysli. Výška přitahuje člověka v jakékoli roli, je krásná svým křišťálově modrým povrchem, neméně atraktivní jsou její vroucí proudy bílo-šedých mraků, nahrazené světlými skvrnami. cirrové mraky nebo bujná kupovitá „jehňata“. A bez ohledu na to, jak melancholicky může zatažená obloha vypadat, zahalující svou hloubkou, ohlušující a drtící celou svou hmotou, vyvolává také bouři emocí a zážitků, vrhající myšlenky na zvláštní vlnu.

Krásu vidí pozorovatel

Každý člověk vnímá svět jinak. Pro někoho je ponurá a šedá, jiný naopak vidí jen rozkvetlou, zelenou, barvami plnou planetu. Jinak si také ceníme nebes nad hlavou. Vezmeme-li v úvahu člověka s běžným vnímáním barev, pak uvidí oblohu tak, jak se běžně věří – modrou, šedou, narůžovělou při západu slunce, kouřově šedou za svítání.

Ve skutečnosti jsou tyto barvy přesně tím, co nám naše oči a mozek mohou sdělit. Pro lidi je nejjednodušší vnímat zataženou oblohu jako šedou. V jasné počasí nad našimi hlavami je nekonečné azuro, ale ve skutečnosti je atmosférická kopule blíže fialovému odstínu, pokud se na ni podíváte ze strany Země.

V této publikaci zjistíme, proč je obloha za zamračeného dne šedá a co určuje sytost této barvy, zjistíme také, jak se její barva mění v průběhu dne a roku a co tyto procesy ovlivňuje.

Bezedný oceán nahoře

Přes území Evropské země obloha v teplá sezóna let obvykle zasáhne svou sytou.Někdy se o ní dá říci, že je modromodrá. Pokud však tomu, co se děje nad našimi hlavami, věnujete alespoň jeden den a pozorně sledujete přírodní procesy, můžete si všimnout gradace barev, která se velmi mění od okamžiku, kdy slunce vyjde až do okamžiku, kdy úplně zapadne.

V létě se obloha zdá tak jasná a vizuálně vysoká kvůli nízké vlhkosti, nedostatku velký počet mraky, které akumulující vodu postupně klesají blíže k zemi. Za jasného počasí se náš pohled ani nepodívá na stovky metrů dopředu, ale na vzdálenost rovnou 1-1,5 km. Oblohu tedy vnímáme jako vysokou a jasnou – absence interference v cestě světelných paprsků v atmosféře zajišťuje, že se nelámou a oči vnímají její barvu jako modrou.

Proč nebe mění barvu

Takovou změnu popisuje věda, i když ne tak malebně jako spisovatelé, a nazývá se difúzní záření oblohy. Budeme-li mluvit jednoduchým a pro čtenáře přístupným jazykem, pak lze procesy formování barev nebes vysvětlit následovně. Světlo, které Slunce vyzařuje, prochází vzduchovou mezerou kolem Země, rozptyluje ji. Tento proces je jednodušší s vlnami krátká délka. Během maximálního vzestupu nebeského tělesa nad naší planetou, v bodě umístěném mimo její směr, bude pozorována nejjasnější a nejsytější modrá barva.

Když však Slunce zapadá nebo vychází, jeho paprsky procházejí tangenciálně k povrchu Země, světlo jimi vyzařované musí urazit delší dráhu, což znamená, že jsou rozptýleny ve vzduchu v mnohem větší míře než ve dne. . Díky tomu člověk ráno a večer vnímá oblohu v růžových a červených barvách. Tento jev je nejviditelnější, když je nad námi zatažená obloha. Mraky a mraky se pak velmi rozjasní, záře zapadajícího slunce je zbarví do ohromujících

hromová ocel

Ale co je to zatažená obloha? Proč se to tak stalo? Tento jev je jedním z článků koloběhu vody v přírodě. Částice vody stoupající vzhůru ve formě páry vstupují do vrstvy atmosféry s nižší teplotou. Hromadí se a ochlazují ve vysoké nadmořské výšce, vzájemně se spojují a mění se v kapky. Ve chvíli, kdy jsou tyto částice ještě velmi malé, se našim očím objeví krásné bílé kupovité mraky. Čím jsou však kapky větší, tím je v oblacích více šedi.

Někdy při pohledu na oblohu, kterou plují tyto obrovské „beránky“, můžete vidět, že jedna jejich část je namalovaná šedá barva, jiné dokonce získávají ocelový hromový odstín. Tato přeměna se vysvětluje tím, že kapky v oblacích mají různé velikosti a tvary, takže lámou světlo různým způsobem. Když je obloha úplně zatažená, je celá vymalovaná v myších šedých tónech, dostává se k nám jen bílé světlo.

Rozlehlé zakouřené prostory

Jsou dny, kdy šedá zatažená obloha nemá jedinou mezeru. K tomu dochází, když je koncentrace mraků a mraků velmi vysoká, obklopují celý vizuální prostor nad nimi. Někdy jsou vnímány jako obrovská lisovací hmota, připravená padnout na hlavu. Tento jev se navíc nejcharakterističtěji projevuje na podzim a v zimě, kdy je teplota vzduchu nízká, ale vlhkost naopak vysoká a pohybuje se na úrovni 80-90 %.

V takových dnech jsou mraky velmi blízko povrch Země, nacházejí se jen sto nebo dva metry od něj. Popis zatažené oblohy má často melancholické a depresivní tóny, a to je pravděpodobně způsobeno právě pocity, které se objevují, když se cítíte sami s tímto ponurým hromotlukem, připraveným na vás spadnout deštěm a zimou.

A všechno může být jinak...

Tón oblohy závisí na intenzitě světelného záření a vlnových délkách dopadajících na planetu, proto je v zimě i za jasných dnů modromodrá. Ale čím blíže je jaro a čím výše je slunce, tím jasnější je jeho modř, zejména ve dnech, kdy se opar rozptýlí v horních vrstvách atmosféry a zkresluje světlo.

Vědci zjistili, že na jiných planetách obloha nemusí mít obvyklé modré a šedé květy, na Marsu je například růžová i ve výšce denního světla.

Víte, jak se objevují mraky, proč se některé stávají mraky, zatímco jiné zůstávají svěžími sněhobílými jehňaty? Naše úžasná novinka „Clouds. Pozorujeme a studujeme “- to je pro opravdové milovníky mraků a proč všech věkových kategorií.

Proč jsou mraky bílé a mraky černé, jak se rodí mraky a přeludy a je pravda, že existuje Společnost milovníků mraků? Říkáme.

Toto je motto společnosti The Cloud Appreciation Society – mezinárodní organizace založil v roce 2004 v Anglii Gavin Praetor-Pinney. Sdružuje 30 000 milovníků cloudu z 94 zemí. Jsou to lidé, kteří sní o tom, že ostatním objeví krásu zatažené oblohy. Přidej se teď!

Stačí si lehnout na trávu a pozorovat mraky. Nebo se jen podívejte nahoru. Kdykoli budete chtít.

Jak se rodí cloud?

Když se horký vzduch mísí se studeným, ochlazuje se a může dosáhnout rosného bodu. Dochází ke kondenzaci. Vodní pára, usazená na částici ve vzduchu, se mění v kapky nebo ledové krystaly, které se shromažďují a vytvářejí mrak.

Nejčastěji k tomu dochází, když horký vzduch stoupá ze země a setkává se se studeným vzduchem nahoře v atmosféře. Jev podobný mrakům lze pozorovat také blízko povrchu země. Země nebo voda, ohřátá během dne, se ochlazuje pomaleji než vzduch. Když se studený noční vzduch dostane do kontaktu s teplým vzduchem, tvoří se v blízkosti povrchu země nebo vody mlha.

Ano, mlha se také skládá z prvků oblačnosti. Ve skutečnosti se jedná o velký mrak ležící na zemi.

Proč jsou mraky bílé a mraky černé

Pokud jsou mraky tvořeny kapkami, proč jsou bílé? Protože zatažené prvky odrážejí světlo: krystaly a kapky se lesknou v paprscích slunce. A čím menší jsou prvky velikosti a čím je jich více, tím je oblak bělejší.

Šedá, šedá a černá bouřkové mraky složené ze stejných kapek. Jen na sebe – při silné oblačnosti – mohou vrhat stín (a dokonce i na sebe), proto působí temněji. Existují i ​​hustší mraky – skládají se z velkých krystalů a kapek, takže sluneční paprsky jimi nemohou proniknout. Při pohledu ze země vypadají temně a zlověstně.

Když je ale přeletíte třeba letadlem, budou absolutně bílé.

Jak se tvoří fata morgána?

Když se vytvoří mrak teplý vzduch stoupá vzhůru. Tento horký vzestupný proud se nazývá termika. Vznášejí se na něm ptáci a kluzáky.

Stoupání je vidět, když se v horkém dni podíváte na zpevněnou cestu. Zdá se, že se vzduch nad asfaltem chvěje a cesta jako by byla pokryta loužemi. Tento jev se nazývá fata morgána.

Přelud je vidět za tepla a studený vzduch které mají různou hustotu. Na rozhraní médií s různou hustotou se paprsek světla láme a my vidíme přelud.

Mraky nejsou jen bavlněné chomáče, které zakrývají slunce. Nejsou o nic méně krásné než hvězdy. Po přečtení této knihy se přesvědčíte sami.