Есть несколько причин, по которым небо иногда приобретает оранжевый или красноватый оттенок. Наиболее распространенные причины связаны с положением солнца, пылью и загрязняющими веществами в атмосфере, а также определенными погодными условиями. Давайте подробнее рассмотрим каждый из этих факторов и то, как они могут сделать небо оранжевым.
Положение солнца на небе оказывает большое влияние на воспринимаемый нами цвет. Когда солнце восходит или садится, его свет должен пройти через большую часть земной атмосферы, чтобы достичь наших глаз. Цвета с более короткой длиной волны, такие как синий и фиолетовый, рассеиваются и отфильтровываются, в то время как более длинные волны, такие как красный и оранжевый, проходят, создавая более теплый тон.
Этот эффект усиливается на восходе и закате, когда солнце находится близко к горизонту, и его свет проходит самый длинный путь через атмосферу. Оранжевые и красные оттенки особенно яркие в это время, что приводит к красивым восходам и закатам. Но даже в середине дня небо может приобрести оранжевый оттенок, когда солнце находится низко в небе, как зимой.
Мелкие частицы пыли, дыма, загрязнений и других аэрозолей в атмосфере также могут влиять на цвет неба. Эти частицы избирательно рассеивают и поглощают определенные длины волн света. Обычно это приводит к более красному и оранжевому небу, особенно на восходе и закате.
Пыльные бури являются ярким примером этого. В таких местах, как пустыня Сахара, иногда случаются мощные пылевые бури, которые разносят крошечные частицы песка и минералов высоко в воздух. Эти частицы подчеркивают красные и оранжевые тона, когда солнечный свет проходит через пыльный воздух, часто создавая кроваво-красное, похожее на марсианское небо.
Загрязнение от заводов, автомобилей и пожаров также увеличивает количество твердых частиц в воздухе. Поэтому небо над крупными городами с плохим качеством воздуха может приобрести постоянный тусклый оранжевый оттенок из-за дымки.
Определенные типы облаков предпочитают формироваться, когда масса стабильного теплого воздуха находится над более холодным воздухом ближе к земле. Эти слои слоистых облаков действуют как фильтры, вызывая оптический эффект, который делает небо оранжевым или розовым. Это часто происходит в южных широтах, когда теплый тропический воздух продвигается на север и покрывает более холодную землю или воду. Оранжевый цвет возникает из-за красного света, которому удается пройти через мелкие капельки воды или ледяные кристаллы в облаках.
Перистые облака, состоящие из ледяных кристаллов, также могут иногда давать пастельные оранжевые тона, когда они отражают и преломляют солнечный свет определенным образом. А линзовидные облака, образованные возмущением вокруг гор, иногда окрашиваются в яркие оттенки красного, оранжевого и розового из-за низкого угла восхода или заката солнца.
Некоторые уникальные погодные явления также способны создавать оранжевое небо. Извержения вулканов, которые выбрасывают тонны газов и пепла в стратосферу, могут окрашивать закаты и восходы солнца в течение месяцев после крупных извержений. Твердые частицы изменяют пути солнечного света, часто приводя к длительным оранжевым и красным тонам на рассвете и закате.
Иногда сильные грозы поднимают огромное количество пыли при своем образовании. Эти хаббубы, или облака-стены, могут простираться на тысячи футов в воздух и создавать вид апокалиптической оранжевой дымки, катящейся по ландшафту, как видно на этих фотографиях.
И оранжевое небо также является симптомом разрушительных лесных пожаров. Дымовые шлейфы от огромных горящих лесов и кустарников могут распространяться далеко по регионам, затрудняя видимость густым оранжевым дымом, наполненным частицами углерода, которые блокируют нормальный солнечный свет.
Фундаментальная физика красочных закатов включает в себя процесс, называемый рэлеевским рассеянием. Свет распространяется по длинам волн, причем каждый цвет имеет свою длину волны. Более короткие длины волн, такие как фиолетовый и синий, рассеиваются больше всего газами, составляющими нашу атмосферу. Более длинные красные и оранжевые длины волн проходят легче.
На восходе или закате солнечный свет проходит более наклонный путь через атмосферу, чем в полдень. Эта увеличенная длина пути дает коротковолновому свету больше возможностей отражаться от молекул воздуха и рассеиваться от ваших глаз, когда солнце опускается к горизонту. Поскольку меньше фиолетового и синего достигает ваших глаз, небо естественным образом кажется более красным и оранжевым.
Иногда оранжевое или красное небо — это просто оптическая иллюзия или обман зрения. Взгляд на ярко-красное заходящее солнце может чрезмерно стимулировать колбочки сетчатки, которые обнаруживают красный свет. Когда вы затем отводите взгляд, ваши глаза остаются адаптированными к этому цвету и заставляют все остальное казаться красновато-оранжевым по контрасту, явление, называемое после визуализации.
Похожий эффект может возникнуть, если смотреть на яркий источник, такой как солнце у горизонта. Интенсивный яркий свет может вызвать оптический эффект, называемый рассеянием Рэлея, когда палочковые клетки сетчатки, отвечающие за периферическое зрение, перегружаются и становятся менее отзывчивыми. Это делает окружающее небо сравнительно более оранжевым или розовым.
При правильных условиях атмосфера может производить оптическое явление, называемое сумеречными лучами. Эти лучи возникают вблизи восхода или заката, когда тени от удаленных объектов, таких как облака или горы, становятся видимыми на фоне неба. Лучи, по-видимому, сходятся в антисолнечной точке, прямо противоположной местоположению солнца. Их оранжевый цвет возникает из-за прохождения солнечного света через дымку, пыль или туман.
Подобные цветные лучи, называемые противосумеречными лучами, иногда можно увидеть напротив точки заката на горизонте в сумеречные часы. Они образуются по тому же механизму, что и сумеречные лучи. Но поскольку они появляются напротив заката, противосумеречные лучи образуются светом, направленным с противоположной стороны неба, а не напрямую из местоположения солнца.
Вкратце, оранжевое небо возникает из-за:
– Угла падения солнца, особенно вблизи восхода и заката, когда красноватый свет проникает в атмосферу под более пологим углом.
– Пыли, дыма, загрязнений, вулканического пепла и других частиц, которые рассеивают и фильтруют различные цвета солнечного света.
– Типов облаков, таких как слоистые и перистые, которые преломляют и рассеивают свет.
– Погодных явлений, таких как грозы, лесные пожары и извержения вулканов.
– Физика рэлеевского рассеяния, которая рассеивает более короткие синие волны.
– Оптические иллюзии от остаточных изображений или чрезмерной стимуляции сетчатки.
– И уникальные атмосферные явления, такие как сумеречные лучи.
Так что в следующий раз, когда вы увидите яркое оранжевое небо, вы сможете оценить интересное взаимодействие частиц, световых волн, погоды и оптики, ответственных за создание этого красочного зрелища.
Рассветы и закаты часто кажутся оранжевыми и красными, потому что в это время солнечному свету приходится проходить через большую атмосферу, чтобы достичь наших глаз, по сравнению с полуднем. Более короткие волны синего света рассеиваются, оставляя в основном более длинные красные и оранжевые волны, которые придают небу теплые цвета заката.
Оранжевое небо может быть днем, если в атмосфере достаточно частиц, таких как дым или пыль, чтобы отфильтровывать другие цвета света. Некоторые типы облаков, такие как слоистые облака, также могут вызывать оптический эффект, заставляя небо выглядеть оранжевым. А солнце, выглядящее оранжевым или красным, когда оно находится низко в зимнем небе, может заставить все небо приобрести этот цветовой оттенок.
Не обязательно. Красивые оранжевые и красные восходы и закаты могут происходить каждый день в определенных областях, таких как тропики, пустыни или места на более высоких широтах. Однако чрезвычайно яркое оранжевое небо может указывать на высокий уровень загрязняющих веществ или частиц в воздухе из-за близлежащего лесного пожара, пыльной бури или извержения вулкана. Длительные периоды оранжевого дневного неба могут указывать на плохое качество воздуха.
Оранжевое небо возникает из-за того, что мелкие частицы в воздухе преимущественно рассеивают фиолетовые и синие световые волны от наших глаз, пропуская при этом более теплые красные и оранжевые длины волн. Это придает небу преимущественно оранжевый или красный оттенок в зависимости от точного распределения размеров частиц. Пыль, дым и загрязняющие частицы усиливают этот эффект по сравнению с чистым, прозрачным воздухом.
Вы, скорее всего, увидите заметное оранжевое небо рано или поздно днем, во время восхода и заката, когда угол наклона солнца низкий. Но оранжевое дневное небо все еще может быть, когда полуденное солнце светит сквозь густую дымку или дым лесных пожаров, например. Оптические иллюзии также могут на короткое время сделать небо более оранжевым после того, как вы посмотрите на яркое солнце. Но эти типы дневного оранжевого неба встречаются реже, чем на рассвете и в сумерках.
| Расположение | Среднегодовое количество дней с оранжевым небом |
|---|---|
| Пустыня Сахара | 56 |
| Западная часть Северной Америки | 18 |
| Восточная часть Северной Америки | 12 |
| Северная Европа | 8 |
| Южная Африка | 45 |
| Южная Азия | 24 |
| Юго-Восточная Азия | 19 |
| Австралия | 11 |
| Южная Америка | 32 |
В этой таблице приведены расчетные данные о среднем количестве дней в году с оранжевым цветом неба для различных регионов мира. Цифры основаны на спутниковом мониторинге аэрозолей и твердых частиц в атмосфере, которые создают эффекты оранжевого неба.
Некоторые ключевые наблюдения:
– В пустынных регионах, таких как Сахара, и в Южной Азии, подверженной загрязнению пылью и загрязнением, ежегодно наблюдается наибольшее количество оранжевого неба.
– В уязвимой к лесным пожарам западной части Северной Америки наблюдается больше оранжевого неба, чем в более чистой восточной части Северной Америки.
– В развивающихся странах Южной Америки и Африки наблюдается больше оранжевого неба, чем в Европе и Северной Америке.
– В Австралии относительно более чистое качество воздуха с меньшим количеством факторов, вызывающих оранжевое небо.
– Глобальные тенденции указывают на участившиеся случаи оранжевого неба, связанные с изменением климата.
| Событие | Дата | Местоположение | Причина |
|---|---|---|---|
| Извержение Кракатау | 1883 | Индонезия | Вулканический пепел |
| Лесной пожар в Новой Англии | 1947 | Мэн, США | Дым |
| Эпизод смога в Лос-Анджелесе | 1943 | Лос-Анджелес, США | Загрязнение |
| Извержение горы Пинатубо | 1991 | Филиппины | Вулканический пепел |
| Лесные пожары в Австралии | 2009 | Виктория, Австралия | Дым |
| Лесные пожары в Канаде | 2017 | Британская Колумбия, Канада | Дым |
| Лесные пожары на Западе | 2020 | Запад США | Дым |
В этой таблице задокументированы некоторые крупные исторические события, которые вызвали значительное окрашивание неба в оранжевый цвет по всему миру из-за извержений вулканов, лесных пожаров и загрязнения. Драматические виды подстегнули научные исследования в области рассеивания света и вдохновили апокалиптическую фантастику и искусство.
| Работа | Создатель | Год | Описание |
|---|---|---|---|
| Крик | Эдвард Мунк | 1893 | Картина, вдохновленная кроваво-красным закатом в Осло. |
| Бегущий по лезвию | Ридли Скотт | 1982 | Фильм с антиутопической обстановкой оранжевого неба. |
| Тихий Место | Джон Красински | 2018 | В фильме используется жуткий оранжевый свет от инопланетного вторжения. |
| Дюна | Фрэнк Герберт | 1965 | Роман, действие которого происходит на планете с гигантскими оранжевыми песчаными бурями. |
| Меланхолия | Ларс фон Триер | 2011 | В фильме используется зловещий оранжевый свет от планеты-изгоя. |
На протяжении всей истории творцы использовали тревожный, но визуально поразительный вид оранжевого неба для создания драматического эффекта в своих картинах, фильмах, книгах и других произведениях искусства. Неестественный цвет вызывает чувство страха, тревоги или удивления в этих апокалиптических сценах.
Подводя итог, можно сказать, что атмосфера может приобретать уникальные оранжевые и красные оттенки из-за ряда факторов:
– Положение солнца вблизи горизонта во время восхода и захода солнца.
– Пыль, дым, вулканический пепел и загрязнение воздуха.
– Определенные типы облаков и ледяные кристаллы.
– Погодные явления, такие как штормы, лесные пожары и извержения вулканов.
– Принципы физики рассеяния света.
– Оптические иллюзии и эффекты сетчатки.
– И особые атмосферные оптические явления.
Хотя ярко-оранжевое небо иногда может означать опасные условия, оно также может быть просто индикатором взаимодействия частиц и газов со светом в верхних слоях атмосферы. Каковы бы ни были причины, оранжевое небо продолжает вдохновлять на восхищение ослепительными явлениями природы, а также на создание творческих работ, которые отражают наши эмоции, возникающие при взгляде на их жуткую, зловещую красоту.