To samo światło słoneczne może tworzyć błękitne niebo w dzień i czerwone odcienie o zachodzie. Różnica wynika z drogi, jaką promienie pokonują przez atmosferę, oraz z rozpraszania światła przez cząsteczki powietrza i drobne cząstki zawieszone w powietrzu.
Białe światło składa się z wielu barw
Światło słoneczne zawiera zakres barw, które widzimy jako kolory tęczy. Każda z nich odpowiada innej długości fali. Gdy promienie trafiają do atmosfery, cząsteczki gazów rozpraszają część światła. Według NASA krótsze fale, między innymi niebieskie, są rozpraszane przez cząsteczki powietrza silniej niż dłuższe fale czerwone. Światło niebieskie dociera więc do naszych oczu z wielu kierunków nieba i dlatego w pogodny dzień niebo wygląda na błękitne.
To zjawisko nazywa się rozpraszaniem Rayleigha. Nazwa opisuje sposób, w jaki światło oddziałuje z cząsteczkami znacznie mniejszymi niż jego długość fali. Nie oznacza, że niebo jest „pomalowane” na niebiesko ani że powietrze ma taki kolor. Widzimy światło rozproszone w atmosferze.
Dlaczego zachód robi się czerwony?
Kiedy Słońce znajduje się nisko, jego promienie przechodzą przez dłuższą część atmosfery niż w południe. Po drodze więcej krótszych, niebieskich fal zostaje rozproszonych poza linię naszego wzroku. W kierunku obserwatora pozostaje względnie więcej czerwieni, pomarańczu i żółci. NOAA zwraca uwagę, że znaczenie mają także aerozole i drobne cząstki, które zmieniają sposób rozpraszania światła. Dlatego zachody nie mają zawsze identycznych barw.
Pył, dym, wilgoć i zanieczyszczenia mogą wpływać na wygląd nieba, ale sam intensywny kolor nie pozwala wiarygodnie ocenić jakości powietrza ani przewidzieć pogody. W tym celu trzeba sprawdzić pomiary i oficjalne komunikaty, a nie wyciągać wnioski tylko ze zdjęcia.
Mały eksperyment podczas spaceru
Porównaj niebo wysoko nad głową z jego fragmentem przy horyzoncie. Ten pierwszy obszar często wydaje się bardziej nasycony, podczas gdy daleki horyzont jest jaśniejszy lub bledszy. Wpływ mają długość drogi światła przez atmosferę, chmury, wilgotność oraz aerozole. Zrób zdjęcie w trybie automatycznym i sprawdź, czy telefon nie zmienił balansu bieli lub nasycenia — aparat może inaczej odwzorować kolory niż oko.
Podobne prawa optyki działają także poza Ziemią, ale wynik zależy od składu atmosfery i rodzaju cząstek. NASA opisuje, że na Marsie drobny pył sprawia, iż dzienne niebo ma odcienie pomarańczowe, a przy zachodzie wokół Słońca może pojawiać się błękitna poświata. To ciekawy przykład, że kolor nieba jest opowieścią o świetle i atmosferze konkretnej planety.
Źródła
- NASA Space Place, „Why Is the Sky Blue?”
- NOAA Global Monitoring Laboratory, „Why is the sky blue and why are sunsets red?”
- NASA, „NASA Scientist Simulates Sunsets on Other Worlds”.
Zapowiedź radiowa: Dlaczego w dzień widzimy błękitne niebo, a wieczorem czerwone barwy? To krótka opowieść o rozpraszaniu światła, atmosferze i zachodach na Marsie.
