Есть несколько возможных причин, по которым небо может выглядеть фиолетовым ночью. Основные факторы, которые могут способствовать появлению фиолетового ночного неба:
Давайте рассмотрим каждый из этих факторов более подробно:
Одной из наиболее распространенных причин фиолетового оттенка ночного неба является наличие в атмосфере мелкой пыли, дыма и частиц дымки. Днем эти частицы рассеивают синий свет, из-за чего небо кажется голубым. Ночью, когда солнце находится за горизонтом, длинноволновый красный свет беспрепятственно проходит через атмосферу, в то время как коротковолновый синий свет рассеивается. Сочетание доминирующего красноватого света в сочетании с некоторым рассеянным синим светом может создать фиолетовый оттенок.
Регионы с высоким уровнем загрязнения воздуха, дымом от лесных пожаров, песчаными бурями и вулканическим пеплом с большей вероятностью испытают это явление и увидят яркие фиолетовые закаты и ночное небо. Мелкие частицы избирательно рассеивают синий конец видимого спектра, позволяя проходить большему количеству длинноволнового красного света.
Определенные типы высотных облаков также могут способствовать появлению фиолетового ночного неба. Серебристые облака — это ледяные облака, которые образуются в верхних слоях атмосферы на высоте около 50–80 км над поверхностью Земли. Они состоят из крошечных частиц ледяных кристаллов, которые могут преломлять и рассеивать свет. Эти облака, как правило, имеют синий или фиолетовый оттенок и наиболее заметны и ярко окрашены при освещении солнечным светом из-под горизонта после наступления темноты. Огни городов и поселков также могут освещать серебристые облака ночью.
Другие высотные облака, такие как перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые облака, также могут рассеивать свет ночью и создавать фиолетовую окантовку из-за своего состава ледяных кристаллов. Эти тонкие, тонкие облака содержат миллионы шестиугольных ледяных кристаллов, которые могут создавать гало и красочные эффекты вокруг луны и звезд ночью.
Свечение воздуха — это свет, естественным образом излучаемый атмосферой Земли. Оно вызывается различными химическими реакциями в ионосфере и термосфере верхних слоев атмосферы примерно на высоте 80–500 км над поверхностью Земли. Доминирующее излучение свечения воздуха происходит на темно-красной длине волны 630 нм, но вторичное излучение также происходит на более коротких синих и зеленых длинах волн. Сочетание красного свечения воздуха, смешанного с более коротковолновыми излучениями, может привести к слабому фиолетовому свечению ночного неба.
Свечение воздуха более заметно и ярко на больших высотах. При наблюдении с уровня моря оно проявляется как очень слабое однородное свечение ночного неба с возможными оттенками фиолетового. Свечение воздуха может стать более выраженным и красочным в регионах со стабильным воздухом, например, над южными океанами.
Освещение, создаваемое в городских районах, также может влиять на видимый цвет ночного неба. Оранжевое натриевое свечение уличных фонарей, смешанное с другими искусственными источниками света, может создавать фиолетовый оттенок в атмосфере. Это наиболее заметно в облачные ночи, когда городские огни отражаются обратно от основания облаков. Эффект усиливается, когда плотность облаков увеличивается, поскольку свет рассеивается через несколько слоев облачных капель и ледяных кристаллов.
Взаимодействие света с загрязнениями воздуха, такими как озон и оксиды азота из выхлопных газов автомобилей, также может усиливать фиолетовое свечение над городами ночью. Это городское свечение воздуха, как правило, наиболее заметно при наблюдении за ночным небом с точек обзора недалеко от крупных городов, а не из центральных районов.
То, как наши глаза воспринимают цвет ночью, также играет роль в явлении пурпурного ночного неба. По мере того, как уровень освещенности снижается в ночное время, цветочувствительные колбочки глаза становятся менее эффективными. Тусклый свет обнаруживается в основном палочками, которые не очень хорошо воспринимают цвет. Эта адаптация глаза к условиям низкой освещенности называется эффектом Пуркинье.
Это означает, что наше цветовое зрение и способность различать разные длины волн ухудшаются. Красные цвета будут казаться темнее, а синие/фиолетовые могут доминировать. Вместо того чтобы видеть ночное небо как оттенки черного и синего, недостаточное освещение может вызвать видимый фиолетовый оттенок. Небо по-прежнему содержит весь видимый цветовой спектр, но наше ночное зрение обманывает нас, заставляя видеть только фиолетовую часть.
Определенные условия делают фиолетовое небо более вероятным и наиболее ярким:
Фиолетовое небо обычно впервые становится заметным в сумерках, когда сумерки исчезают после захода солнца. В это время небо еще достаточно яркое для нашего восприятия цвета, и мы можем наиболее отчетливо наблюдать рассеивающие эффекты облаков и дымки.
Давайте сравним, как распространенность и четкость фиолетового ночного неба изменяются в зависимости от различного количества естественного света:
| Время ночи | Видимость фиолетового неба |
|---|---|
| Ранние сумерки | Заметно, но приглушено яркостью |
| Средние сумерки | Яркое и выраженное |
| Полная темнота | Все еще видно, но очень слабо без солнечного света |
| Лунная ночь | Слегка усиливается лунным освещением |
| Астрономические сумерки | Больше не видно, так как солнце на 18+ градусов ниже горизонт |
Пурпурное ночное небо наиболее ярко в глубоких сумерках в конце гражданских сумерек, когда солнце опускается на 6 градусов ниже горизонта.
Поразительное зрелище фиолетового неба ночью документировалось на протяжении тысяч лет:
Природные явления, которые окрашивают ночное небо часто вызывало удивление, страх и даже суеверие у древних наблюдателей, не имевших научных знаний, чтобы понять, что они наблюдали.
Подводя итог, можно сказать, что несколько различных механизмов могут приводить к случайному явлению ночного неба пурпурного оттенка. Крошечные воздушные частицы, облачность на большой высоте, свечение атмосферы, световое загрязнение и ограничения человеческого цветового зрения после захода солнца — все это пересекается, создавая это необычное зрелище. Хотя яркое фиолетовое небо ночью может показаться загадочным или неестественным, это результат взаимодействия естественных атмосферных явлений с обычной физикой и восприятием. Обращая внимание на цвет неба, можно получить подсказки об атмосферном составе и видимости каждую ночь.