Чаму неба блакітнае, паводле геаграфіі
Ці здаралася вам калі-небудзь сядзець на вуліцы ў сонечны дзень, глядзець уверх і задавацца пытаннем, чаму неба блакітнае? Гэтая, здавалася б, простая прыродная з'ява насамрэч мае займальнае і складанае навуковае тлумачэнне. Гэты артыкул мае на мэце даследаваць прычыны і наступствы таго, што неба здаецца блакітным, з геаграфічнага пункту гледжання, ахопліваючы фізіку атмасферы і аптычныя з'явы.
1. Пендахулуан
Геаграфія — гэта навуковая дысцыпліна, якая вывучае паверхню Зямлі і розныя прыродныя з'явы, якія на ёй адбываюцца, у тым ліку атмасферныя ўмовы. Атмасфера Зямлі адыгрывае вырашальную ролю ў вызначэнні колеру неба, якое мы бачым кожны дзень. З геаграфічнага пункту гледжання, блакітны колер неба цесна звязаны з тым, як сонечнае святло ўзаемадзейнічае з атмасфернымі часціцамі.
2. Асновы фізікі: тэорыя рэлееўскага рассейвання
Каб зразумець, чаму неба блакітнае, трэба спачатку вывучыць асноўныя кампаненты самога святла і тое, як яно ўзаемадзейнічае з атмасферай. Сонечнае святло, хоць і здаецца нам белым, складаецца з розных колераў, якія складаюць бачны спектр святла: чырвонага, аранжавага, жоўтага, зялёнага, сіняга і фіялетавага.
Калі сонечнае святло трапляе ў атмасферу Зямлі, яно сутыкаецца з малекуламі паветра і іншымі часціцамі. Рэлееўскае рассейванне — гэта з'ява, якая апісвае, як святло рассейваецца часціцамі, меншымі за яго ўласную даўжыню хвалі. Гэта рассейванне больш эфектыўнае для больш кароткіх даўжынь хваль (сіняга і фіялетавага), чым для больш доўгіх (чырвонага і жоўтага).
3. Чаму неба не фіялетавае?
Нягледзячы на тое, што рэлееўскае рассейванне мацнейшае для карацейшых даўжынь хваль (сіняга і фіялетавага), мы часцей бачым неба сінім, чым фіялетавым. Гэтай з'яве ёсць некалькі прычын:
– Зрокавы спектр чалавека: чалавечае вока больш адчувальнае да сіняга святла, чым да фіялетавага.
– Склад Сонца: Сонца выпраменьвае больш сіняга святла, чым фіялетавага.
– Паглынанне атмасферным пластом: частка фіялетавага святла паглынаецца азонавым пластом у атмасферы Зямлі.
4. Атмасферная геаграфія і варыяцыі колеру неба
Геаграфічныя фактары адыгрываюць значную ролю ў змяненні колеру неба ў розных месцах і пры розных умовах надвор'я. Некаторыя з геаграфічных фактараў, якія ўплываюць на колер неба, ўключаюць:
а. Вышыня і шчыльнасць атмасферы
На вялікіх вышынях і ў больш разрэджанай атмасферы, напрыклад, у гарах, неба звычайна здаецца цямнейшым і больш насычаным сінім. Ніжняя шчыльнасць атмасферы азначае, што ў ім менш часціц, якія рассейваюць святло, што дазваляе большай колькасці сіняга святла трапляць непасрэдна ў нашы вочы.
б. Забруджвальныя рэчывы і пыл
У раёнах з высокім узроўнем забруджвання паветра , такіх як буйныя гарады, часціцы пылу і іншыя забруджвальнікі ў атмасферы могуць выклікаць рассейванне Мі — тып рассейвання, які мае тэндэнцыю рассейваць даўжыні хваль святла больш раўнамерна. З-за гэтага неба можа выглядаць менш блакітным і больш шараватым.
в. Пагодныя ўмовы
Фактары надвор'я таксама адыгрываюць значную ролю ў вызначэнні колеру неба. У пахмурны дзень часцінкі вады ў аблоках аднолькава рассейваюць усе даўжыні хваль святла, робячы неба шэрым або белым. У ясны дзень, пры нізкай вільготнасці, неба выглядае больш яркім блакітным з-за перавагі рэлееўскага рассейвання.
5. Змярканне і світанак: феномен градацыі колераў
Падчас змяркання і світання неба змяняе колер з сіняга на чырвоны, аранжавы і фіялетавы. Гэта звязана з становішчам сонца на гарызонце і больш доўгім шляхам святла праз атмасферу. Калі сонца знаходзіцца бліжэй да гарызонту, святло павінна праходзіць праз больш тоўсты пласт атмасферы, чым калі яно знаходзіцца непасрэдна над галавой.
Рэлееўскае рассейванне прыводзіць да таго, што сіняе святло знікае з поля зроку, дазваляючы больш доўгім хвалям, такім як чырвоны і аранжавы, стаць больш дамінантнымі. Акрамя таго, часцінкі пылу і іншыя забруджвальнікі ў атмасферы могуць узмацняць гэты эфект, ствараючы прыгожыя градацыі колераў на змярканні і світанні.
6. Знешні аналіз: іншыя фактары, якія ўплываюць на колер неба
а. Гляцыялагічны ўплыў
У палярных рэгіёнах атмасферныя ўмовы і адлюстраванні ад ледзяной і снежнай паверхні таксама ўплываюць на колер неба. Часта неба можа здавацца больш бледным або шэрым з-за сонечнага святла, якое адбіваецца ад снегу і лёду.
б. Біялагічныя фактары
Пэўныя мікраарганізмы і расліннасць, якія выкідваюць аэразолі ў атмасферу, могуць уплываць на тып рассейвання святла. Гэтыя аэразолі могуць выклікаць зрух у каляровым спектры святла, якое мы бачым у атмасферы.
7. Кесімпулан
Асноўная ўвага ў тлумачэнні блакітнага неба надаецца разуменню ролі рэлееўскага рассейвання і таго, як святло ўзаемадзейнічае з атмасферай. Аднак геаграфічны аналіз дадае новае вымярэнне да разумення змены колеру неба ў залежнасці ад геаграфічных і атмасферных умоў.
Геаграфія вывучае не толькі паверхню Зямлі, але і атмасферныя з'явы, якія ўплываюць на наша ўспрыманне прыроды. Разумеючы сувязь паміж святлом і атмасферай у межах шэрагу геаграфічных з'яў, мы можам лепш ацаніць прыродныя цуды, якія штодня адкрываюцца над намі. Блакітнае неба — вынік гэтага складанага ўзаемадзеяння, якое аб'ядноўвае элементы фізікі, хіміі і геаграфіі ў адно прыгожае відовішча.
