Облака становятся розовыми — это увлекательное атмосферное явление, вызванное рассеиванием солнечного света. При определенных условиях облака могут приобретать розовый или красноватый оттенок, который ярко выделяется на фоне голубого неба. Хотя розовые облака могут выглядеть необычно, у них есть простое научное объяснение. Понимание того, что заставляет облака становиться розовыми, также дает представление о том, как солнечный свет взаимодействует с атмосферой. Это удивительное зрелище является примером красоты природы и чудес метеорологии.
Чтобы облака стали розовыми или красными, должно произойти несколько определенных вещей:
При соблюдении этих условий солнечный свет, попадающий в атмосферу Земли, рассеивается особым образом, который преимущественно удаляет зеленые и синие длины волн света. Это оставляет больше красного света, из-за чего облака приобретают розоватый оттенок.
Положение Солнца на небе оказывает сильное влияние на цвета, которые мы видим на восходе и закате. Когда солнце высоко над головой, его свет проходит через меньшую атмосферу, и рассеивание сводится к минимуму. Но когда солнце находится близко к горизонту, его свет должен проходить через большее количество воздуха. Это приводит к драматическим эффектам рассеивания, которые вызывают длинные красноватые и розовые тени во время восходов и закатов.
Тот же принцип применим к розовым облакам. Чтобы облака стали розовыми, солнце должно находиться низко в небе, чтобы его свет встречался с достаточной атмосферой для значительного рассеивания. Вот почему розовые облака обычно видны только в часы около восхода и заката, особенно в высоких широтах зимой, когда солнце остается низко в небе весь день.
Для образования розовых облаков должны быть облака, расположенные высоко в верхней тропосфере, как правило, на высоте 6000 метров (20 000 футов) или более над землей. Находясь так высоко, они находятся в идеальном положении, чтобы поймать покрасневший солнечный свет во время восхода или заката. Любые облака ниже в атмосфере будут находиться в тени и не будут освещены цветным светом.
Высокие облака могут состоять из ледяных кристаллов или переохлажденных капель воды в зависимости от температуры. Перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые облака на большой высоте — это типы облаков, которые с наибольшей вероятностью приобретут розовую окраску.
Ледяные кристаллы в высоких облаках особенно важны для создания розовых облаков. Когда свет попадает в верхние слои атмосферы и сталкивается с ледяными кристаллами, он преломляется и рассеивается. Более короткие длины волн, такие как синий и зеленый, рассеиваются сильнее всего, в то время как более длинные длины волн, такие как оранжевый и красный, проходят легче. Этот процесс отфильтровывает зеленые и синие цвета из солнечного света, прежде чем он достигнет облаков, оставляя их залитыми красными и розовыми оттенками.
Капли воды в высоких облаках также могут вызывать рассеивание, но они менее эффективны, чем ледяные кристаллы. Поэтому облака со смесью переохлажденной воды и ледяных кристаллов, такие как перисто-кучевые облака, особенно склонны к окрашиванию в оттенки розового и красного.
Атмосфера с высокой влажностью в нижней тропосфере может усилить эффект розового облака. Обилие водяного пара приводит к дополнительному рассеиванию солнечного света при его прохождении в нижнюю атмосферу и из нее. Это усиливает покраснение и розовость света, достигающего верхних облаков.
Поэтому самые яркие розовые облака, как правило, возникают, когда высокие перистые облака присутствуют над влажной нижней атмосферой. Сочетание рассеивания ледяных кристаллов высоко вверху и рассеивания водяного пара внизу максимизирует воздействие на цвет солнечного света, падающего на облака.
Общий процесс, который заставляет облака становиться розовыми, называется рассеянием. Когда солнечный свет попадает в атмосферу Земли, он сталкивается с молекулами газа, каплями воды, кристаллами льда и другими частицами. Эти частицы рассеивают и рассеивают белый солнечный свет, изменяя его цвет до того, как его воспринимают наши глаза.
Различные цвета света по-разному подвергаются рассеянию. Вот основные принципы:
В случае розовых облаков комбинированные эффекты рассеяния ледяных кристаллов, водяного пара и низкого угла падения солнечных лучей удаляют большую часть зеленого/синего света. Остается длинноволновый красный свет, который может освещать высокие облака драматическими оттенками розового и красного.
Рассеяние Рэлея описывает способ, которым свет рассеивается молекулами воздуха и более мелкими частицами, которые намного меньше длины волны света. Синие и фиолетовые длины волн рассеиваются гораздо сильнее, чем длинные красные волны при рассеянии Рэлея. Это явление объясняет, почему небо обычно выглядит голубым — синие компоненты солнечного света рассеиваются во всех направлениях, когда солнечный свет проходит через атмосферу.
В ситуациях с обилием рассеяния Рэлея, например, когда солнце находится низко над горизонтом, более короткие синие длины волн рассеиваются еще сильнее. Это придает солнечному свету более сильный красный оттенок к тому времени, когда он достигает наших глаз или освещает облака высоко в небе.
Рассеяние Ми происходит, когда свет сталкивается с более крупными частицами, похожими по размеру на его длину волны, такими как капли воды, пыль и дым. Рассеяние Ми показывает меньшую зависимость от длины волны, чем рассеяние Рэлея. Длинные красные волны рассеиваются не так свободно, поэтому чистый эффект заключается в меньшем покраснении оставшегося света по сравнению с чистым рассеянием Рэлея.
Но рассеяние Ми усиливает тенденцию к более легкому рассеиванию более коротких синих волн. Таким образом, это способствует общему эффекту покраснения, который создает яркие красные и розовые облака на восходе и закате солнца.
Розовые облака могут возникнуть в любой точке мира при подходящих условиях, но они, как правило, наиболее распространены и яркие в определенных местах:
Давайте подробнее рассмотрим, почему эти типы мест являются горячими точками для наблюдения за розовыми облаками.
Места, более удаленные от На экваторе можно увидеть самые яркие и продолжительные розовые облака восходов и закатов. В более высоких широтах солнце остается низко над горизонтом в течение более длительного периода времени около восхода и заката каждый день. Этот устойчивый низкий угол максимизирует рассеивание, поскольку солнечный свет проходит через атмосферу под наклоном.
В таких местах, как Аляска, Скандинавия, Канада и Россия, часто образуются яркие розовые облака в течение часа или более в начале и конце каждого дня при правильных погодных условиях. Эффект особенно драматичен зимой, когда солнце едва поднимается над горизонтом даже в полдень.
Тропические и субтропические регионы являются основными областями для образования розовых облаков, поскольку верхние слои атмосферы заполнены высокими облаками. Тропический воздух очень влажный и нестабильный, что способствует образованию тонких перистых облаков на больших высотах, где температура ниже нуля.
В таких местах, как Гавайи, Флорида и Карибский бассейн, часто наблюдаются перистые и перисто-кучевые облака, которые улавливают покрасневший солнечный свет во время восходов и закатов. Обилие высоких облаков делает яркие розовые цвета почти повседневным явлением в тропиках, когда другие условия совпадают.
В местах с более высоким уровнем загрязнения воздуха наблюдаются более драматичные явления розовых облаков. Дым, дымка и антропогенные частицы увеличивают количество рассеяния Ми, с которым солнечный свет сталкивается на своем пути к освещению облаков снизу. Это усиливает эффекты изменения цвета рэлеевским рассеянием для еще более насыщенных красных и розовых оттенков.
Городские районы и промышленно развитые регионы, как правило, имеют больше загрязняющих веществ, которые усиливают цвета заката. В таких местах, как Китай, Индия и Мексика, иногда наблюдаются замечательные ярко-розовые облака из-за рассеивания, вызванного загрязнением.
Более высокие места также увеличивают яркость розовых облаков, поскольку атмосфера тоньше. Солнечным лучам приходится проходить через меньшее количество воздуха, что приводит к более резким эффектам рассеивания. А горы часто расположены в идеальных положениях для улавливания света под низким углом, преломляющегося в атмосфере на восходе и закате.
Вот почему в горных регионах, таких как Скалистые горы, Альпы и Гималаи, часто можно увидеть яркие розовые облака, подчеркивающие их внушительные заснеженные вершины в начале и конце дня.
Расположение на побережье также увеличивает потенциал района для впечатляющих событий, связанных с розовыми облаками. Обильная влага испаряется с поверхности океана, в результате чего в воздухе содержится больше водяного пара. Эта дополнительная влажность обеспечивает больше возможностей для рассеивания при прохождении света в нижние слои атмосферы и из них.
В прибрежных районах от Калифорнии до Новой Зеландии и Западной Европы часто можно увидеть замечательные пылающие розовые облака на восходе и закате, когда присутствуют и другие факторы, такие как перистые облака.
В то время как большинство розовых облаков возникают на больших высотах, некоторые особые вариации облаков могут принимать красные и розовые оттенки, даже когда они находятся ниже в небе:
Давайте рассмотрим, как эти уникальные типы облаков также могут иногда становиться розовыми.
Облака Mammatus представляют собой мешковидные доли облаков, которые висят ниже основания более крупного облака. Они часто образуются на кучево-дождевых грозовых облаках, придавая им узловатый вид. Облака Mammatus могут принимать розовые, оранжевые и красные оттенки, когда они улавливают цвета восхода или заката.
В отличие от большинства розовых облаков, облака Mammatus обычно находятся относительно низко в тропосфере, всего на высоте около 2-3 км. Но их луковичная форма позволяет им освещаться снизу покрасневшим солнечным светом, проходящим через промежутки в атмосфере вблизи восхода или заката.
Радужные облака представляют собой тонкие, тонкие облака, которые преломляют солнечный свет в цвета спектра. Когда световые волны проходят через эти облака, волны разной длины разделяются на отчетливые красные, оранжевые, желтые, зеленые, синие, синие и фиолетовые полосы цвета.
Наиболее распространенным типом радужных облаков являются перламутровые облака, которые образуются в полярных регионах на высоте 15-25 км. Но тонкие участки перистых, перисто-кучевых и высококучевых облаков также могут преломлять свет при нужной толщине, вызывая радужные узоры, включая розовые и красноватые оттенки.
Серебристые или ночные сияющие облака представляют собой экстремальную версию облаков высокого уровня, которые могут стать розовыми. Эти облака образуются на границе атмосферы Земли на высоте 50-85 км — на краю космоса.
Серебристые облака все еще освещаются солнцем даже после захода солнца, поскольку они находятся так высоко. Их ледяной состав рассеивает свет в нежные голубоватые и розоватые цвета, которые ярко сияют еще долго после того, как наступила ночь.
Розовые облака никогда не перестают впечатлять как одно из самых красивых чудес природы. Эти красочные облачные образования имеют логическое научное происхождение. Но они все еще сохраняют чувство чуда и таинственности, когда освещают небо своим ослепительным зрелищем. Теперь, когда вы понимаете основные ингредиенты, заставляющие облака розоветь, вы сможете еще больше оценить следующий закат или восход солнца с драматическими красочными облаками.