Закаты часто известны своими красивыми оранжевыми и красными оттенками. Однако иногда закаты могут также приобретать розовый или розоватый оттенок. Так что же заставляет закаты становиться розовыми вместо типичных теплых оттенков? Розовый цвет обусловлен определенными длинами волн света, которые рассеиваются и поглощаются в атмосфере во время заката.
Чтобы понять, что способствует розовому цвету, полезно сначала рассмотреть, что делает обычные закаты красными и оранжевыми. Когда солнце опускается ниже в небе вечером, его свет проходит через большую часть атмосферы, чтобы достичь наших глаз. Более коротковолновый синий и фиолетовый свет рассеивается, в то время как более длинные волны, такие как красный и оранжевый, проходят напрямую. Это придает закатам их отличительные теплые тона.
Так что в случае розовых закатов в игру вступает дополнительный фактор. Воздух содержит больше твердых частиц, чем обычно, часто из-за дыма или частиц пыли. Эти частицы рассеивают больше красноватого света, пропуская больше света в диапазоне длин волн пурпурно-красного цвета. Для наших глаз эта комбинация создает розовые или розовые оттенки.
В этой статье мы более подробно рассмотрим:
– Рэлеевское рассеяние, влияющее на цвета на восходе и закате
– Более короткие синие/фиолетовые длины волн рассеиваются
– Более длинные красные/оранжевые длины волн проходят прямо
– Дополнительные частицы в воздухе из дыма или пыли
– Частицы рассеивают больше красноватого света
– Позволяет видеть больше фиолетово-красных длин волн
– ROYGBIV – красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго, фиолетовый
– Более короткие длины волн света синий/фиолетовый
– Более длинные волны света – это красный/оранжевый
– Розовый свет – это смесь красных и фиолетовых длин волн
– Дым от лесных пожаров
– Пыльные бури
– Извержения вулканов, выбрасывающие частицы высоко в атмосферу
– Загрязненная дымка
Давайте подробнее рассмотрим науку, лежащую в основе розовых закатов.
Закаты известны своими красивыми красными, оранжевыми, розовыми и желтыми оттенками. Но почему закаты дают эти более теплые цвета по сравнению с голубым небом, которое мы видим в полдень? Причина кроется в рассеивании различных длин волн видимого света в атмосфере.
Рассеяние света частицами в атмосфере называется рэлеевским рассеянием в честь лорда Рэлея, который впервые описал этот механизм в 1871 году. Рэлеевское рассеяние зависит от длины волны — оно рассеивает более короткие длины волн света гораздо сильнее, чем более длинные.
В спектре видимого света синий и фиолетовый свет имеют самые короткие длины волн. В то же время красный и оранжевый свет имеют более длинные волны. Это означает, что коротковолновый сине-фиолетовый свет очень эффективно рассеивается молекулами воздуха и другими мельчайшими частицами. Более длинноволновый красно-оранжевый свет проходит прямо с небольшим рассеиванием.
В течение дня, когда солнце находится высоко над головой, солнечный свет имеет относительно короткий путь через атмосферу. В полдень солнечный свет проходит только через воздух толщиной около 1 атмосферы (атм).
Коротковолновый синий свет рассеивается повсюду молекулами, с которыми он сталкивается в атмосфере. Часть этого рассеянного синего света достигает наших глаз, заставляя небо выглядеть синим.
Напротив, длинноволновый красный/оранжевый свет проходит прямо с минимальным рассеиванием. Этот нерассеянный солнечный свет кажется белым, когда достигает наших глаз.
Но по мере того, как солнце опускается ниже в небе перед закатом, его свету приходится проходить через большее количество воздуха, чтобы достичь нас. На закате солнечный свет проходит через воздух давлением около 10 атм по сравнению с 1 атм в полдень.
Это гораздо больше атмосферы для рэлеевского рассеяния, чтобы воздействовать на свет. К тому времени, когда солнечный свет достигает наших глаз на закате, практически весь коротковолновый синий/фиолетовый свет рассеивается. Это позволяет более длинным волнам красного и оранжевого цвета проходить напрямую, придавая закатам их характерные теплые цвета.
Итак, рэлеевское рассеяние объясняет красные и оранжевые оттенки, которые мы обычно видим на закате. Но что заставляет некоторые закаты вместо этого становиться розовыми или розовыми?
Ключ в наличии дополнительных частиц в воздухе, особенно высоко в атмосфере. Эти частицы обеспечивают дальнейшее рассеивание света, которое подчеркивает розоватые длины волн, создавая яркие розовые закаты.
В большинство ясных дней воздух не содержит большого количества крупных частиц. Крошечные молекулы азота и кислорода составляют большую часть атмосферы. Но некоторые условия могут добавлять в воздух больше твердых частиц, таких как дым, пыль, пепел или загрязнения. Источники этих дополнительных частиц включают:
– Дым от лесных пожаров от крупных пожаров
– Пыль, поднимаемая крупными пылевыми бурями
– Извержения вулканов, выбрасывающие пепел в верхние слои атмосферы
– Дымка загрязнения воздуха из густонаселенных городов
Эти частицы намного крупнее отдельных молекул воздуха. Поэтому они рассеивают свет по-другому, чем рэлеевское рассеяние.
В то время как молекулы воздуха очень эффективно рассеивают короткий синий свет, твердые частицы имеют тенденцию рассеивать более длинные волны больше. Это включает в себя красный, а также промежуточные длины волн в фиолетово-красном диапазоне.
Поскольку на закате вокруг больше твердых частиц, они рассеивают больше красного света. Это оставляет цвета ближе к фиолетовому/красному концу спектра, чтобы пройти. Наши глаза воспринимают эти комбинированные длины волн как розовые или розовые оттенки.
В типичном закате длины волн в фиолетово-красном диапазоне в основном рассеиваются, как и синий свет. Только более длинные красные длины волн проходят через атмосферу.
Но с дополнительными частицами, которые также рассеивают больше красного света, это обеспечивает большую видимость для фиолетовых и розоватых тонов. В сочетании с оставшимися красными длинами волн это создает яркие розовые и пурпурные цвета, которые мы видим в небе во время некоторых закатов.
Чтобы в полной мере оценить, как рассеяние частиц создает розовые закаты, полезно визуализировать спектр длин волн видимого света.
Спектр видимого света состоит из длин волн, которые могут обнаружить наши глаза. Цвета видимого света обычно запоминаются с помощью аббревиатуры ROYGBIV:
| Цвет | Длина волны (нм) |
| Красный | ~700 |
| Оранжевый | ~615 |
| Жёлтый | ~580 |
| Зелёный | 500-565 |
| Синий | ~475 |
| Индиго | ~445 |
| Фиолетовый | ~400 |
Как показано в таблице, красный свет имеет самую длинную длину волны, видимую нашими глазами, около 700 нанометров. Синий и фиолетовый имеют самые короткие длины волн.
Свет на коротковолновой стороне спектра кажется синим или фиолетовым. Длины волн в диапазоне примерно от 400 до 500 нм видны как различные оттенки синего и фиолетового.
Чрезвычайно короткие длины волн чуть дальше 400 нм - это ультрафиолетовый свет. Хотя они и не видны, именно рассеяние ультрафиолетовых лучей заставляет небо выглядеть синим, рассеивая синий свет во всех направлениях.
На длинноволновом конце свет кажется красным для длин волн примерно от 615 до 700 нм. Свет от 565 до 615 нм проявляется в различных оттенках оранжевого.
Интересно, что инфракрасный свет начинается сразу за 700 нм. Хотя мы его не видим, мы можем ощущать инфракрасное излучение как тепло. Тепло солнечного света на вашей коже вызвано поглощением инфракрасных длин волн.
Розовый и пурпурный свет получаются из смеси более длинных красных длин волн с более короткими пурпурными. Поэтому, когда больше твердых частиц рассеивают оранжево-красный свет, пурпурные и красные цвета смешиваются в розовые тона в небе.
Определенные естественные и искусственные условия могут приводить к ярким розовым и пурпурным закатам. Вот несколько примеров:
Дым от крупных лесных пожаров содержит тонны твердых частиц из пепла и сгоревшей растительности. Преобладающие ветры часто переносят этот дым на тысячи миль, создавая туманные закаты даже вдали от самих пожаров. Частицы пепла преимущественно рассеивают красный свет, позволяя просвечивать большему количеству розовых и фиолетовых тонов.
Некоторые из самых ярких розовых закатов происходят с подветренной стороны крупных лесных пожарных комплексов. Масштабные лесные пожары 2020 года на западе США привели к ярким розовым и оранжевым закатам, которые можно было наблюдать по всей стране.
Подобно дыму от лесных пожаров, крупные пыльные бури также выбрасывают в воздух больше твердых частиц, которые могут создавать яркие закаты. В таких регионах, как пустынный юго-запад США, иногда случаются гигантские пыльные бури или хаббубы, которые разносят твердые частицы высоко в атмосферу.
Мелкие частицы пыли эффективно рассеивают свет заката. Если пыль достигает стратосферы, она может рассеивать свет по всему миру в течение нескольких месяцев после крупного пылевого события.
Когда вулканы подвергаются крупным извержениям, они выбрасывают в небо огромное количество газообразных и твердых частиц. Пепел и аэрозоли серной кислоты, выбрасываемые в стратосферу, также служат отличными рассеивателями света.
Некоторые из самых захватывающих закатов в истории следовали за крупными вулканическими извержениями. Мощное извержение вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году привело к фиолетовым и красным закатам по всему миру в течение года.
В районах с высоким уровнем загрязнения воздуха часто наблюдаются яркие закаты. Загрязнители, такие как сульфаты и оксиды азота, выбрасываемые заводами и транспортными средствами, привносят в местную атмосферу большое количество частиц, создающих дымку. Они могут рассеивать закатный свет, создавая потрясающие розовые и оранжевые закаты.
Крупные городские районы хорошо известны своими красивыми закатами, покрытыми смогом. Такие города, как Лос-Анджелес и Пекин, часто получают яркие розовые и красные закаты из-за высокого уровня загрязнения. Однако вызывающие их твердые частицы также опасны для здоровья.
Подводя итог, можно сказать, что розовые и розовые оттенки, которые иногда можно увидеть на закатах, вызваны дополнительными частицами в воздухе. Эти частицы поступают из таких источников, как дым, пыль, вулканический пепел и загрязнение. Они предпочтительно рассеивают больше красного света от заходящего солнца, позволяя просвечивать пурпурно-красным длинам волн. В сочетании с оставшимся рассеянным красным светом это создает уникальные розовые цвета на драматических закатах.
Хотя розовые закаты прекрасны, некоторые из условий, которые их вызывают, имеют недостатки для здоровья, такие как загрязнение воздуха. Однако другие, такие как чистый дым лесных пожаров высоко в атмосфере, могут сделать яркие закаты видимыми за тысячи миль. Какова бы ни была причина, яркий розовый закат — это потрясающее атмосферное явление, которое стоит увидеть.