Существует несколько потенциальных причин, по которым внешняя среда может иметь оранжевый оттенок или оттенок. Наиболее распространенные причины связаны с качеством и окраской естественных или искусственных условий освещения на открытом воздухе. Эта оранжевая окраска часто наиболее заметна во время восхода и заката солнца или при определенных погодных условиях. Понимание науки, лежащей в основе этого явления, может помочь объяснить, почему внешний мир временно трансформируется в оттенки оранжевого.
Одно из наиболее распространенных времен, когда внешняя среда приобретает оранжевый оттенок, — это время восхода и заката. В это время солнечный свет должен пройти через большую часть атмосферы Земли под меньшим углом, прежде чем достичь наших глаз.
| Время суток | Атмосферные условия |
|---|---|
| Восход/закат | Больше атмосферы для прохождения света, меньший угол солнечного света |
Эта увеличенная атмосфера рассеивает более коротковолновый фиолетовый и синий свет, позволяя оставаться большему количеству длинноволновых красных и оранжевых оттенков. Оранжевый цвет особенно заметен на восходе и закате, потому что солнечный свет должен проходить через еще большую атмосферу вблизи горизонта. Этот эффект рассеивания увеличивается по сравнению с тем, когда солнце находится выше в небе около полудня.
Кроме того, облачность также может усиливать эти оранжевые оттенки. Высокоуровневые перистые облака содержат миллионы ледяных кристаллов, которые рассеивают солнечный свет в теплые пастельные тона во время восхода и заката. Этот эффект рассеивания создает яркие оранжевые, красные и розовые цвета в небе вокруг восходящего или заходящего солнца.
В целом, низкий угол наклона солнца в эти переходные времена суток в сочетании с эффектами атмосферного рассеивания создают наилучшие условия для наблюдения оранжевого неба на открытом воздухе. Время и интенсивность оранжевого цвета зависят от таких факторов, как облачность, уровень загрязнения и время года, но восход и закат надежно создают некоторую степень оранжевой окраски неба.
Другим распространенным источником оранжевого оттенка на открытом воздухе являются дымка, смог и частицы дыма в воздухе. Определенные погодные и экологические условия могут задерживать эти аэрозольные частицы у земли, создавая плотное оранжевое дымчатое небо.
| Источник частиц | Влияние на свет |
|---|---|
| Дым от лесных пожаров | Рассеяние и поглощение более коротких длин волн синего света |
| Промышленное/транспортное загрязнение | Повышенное рассеяние солнечного света |
| Пыльные бури | Рассеяние и приглушение солнечного света |
Дым от лесных и кустарниковых пожаров содержит мелкие частицы и аэрозоли, которые очень эффективно рассеивают синий свет вдали от линии зрения наблюдателя. Это оставляет более длинные оранжевые и красные волны, которые проходят через дым. Поглощение некоторых синих длин волн химическими веществами в дыме также усиливает оранжевую окраску.
Загрязнение воздуха промышленными предприятиями и выхлопными газами транспортных средств может иметь аналогичный эффект. При попадании в ловушку у земли в городских районах эти загрязняющие частицы рассеивают солнечный свет во всех направлениях, вызывая туманное оранжевое свечение.
Даже пыльные бури и сильные ветры, которые поднимают естественные твердые частицы, рассеивают и тускнеют солнечный свет, создавая оранжевые оттенки неба. Все, что выбрасывает больше частиц в воздух, увеличивает рассеивание, поскольку солнечный свет проходит через него на пути к нашим глазам.
Определенные типичные погодные условия также способствуют появлению оранжевого неба, увеличивая и концентрируя атмосферные частицы вблизи поверхности.
| Погодные условия | Влияние на оранжевый оттенок |
|---|---|
| Температурные инверсии | Удерживание дымки вблизи земли |
| Системы высокого давления | Спокойные ветры способствуют накоплению дымки |
| Влажность | Усиливает эффекты рассеивания |
Например, во время температурной инверсии слой теплого воздуха над поверхностью предотвращает вертикальный подъем и рассеивание загрязнения воздуха и дыма на уровне земли. Это удерживает эти окрашенные в оранжевый цвет частицы на уровне глаз.
Аналогичным образом, погодные условия высокого давления со спокойным ветром позволяют смогу, дымке и дыму накапливаться и концентрироваться, а не рассеиваться. Неподвижный воздух и отсутствие осадков при высоком давлении также способствуют накоплению твердых частиц.
Даже без других источников дымки или дыма высокая влажность сама по себе может создавать достаточно молекул водяного пара в атмосфере, чтобы рассеивать дополнительный оранжевый солнечный свет вниз. Самый высокий уровень влажности обычно наблюдается утром, сразу после восхода солнца.
Понимая типичные погодные и атмосферные условия в данном месте, наличие этих условий может помочь объяснить заметное оранжевое свечение или дымчатые условия на открытом воздухе.
Время года также влияет на вероятность появления оранжевого неба. Во многих районах естественные уровни влажности, частота лесных пожаров и уровень загрязнения воздуха имеют сезонные колебания.
| Сезон | Факторы оранжевого оттенка |
|---|---|
| Лето | Более высокое загрязнение, влажность, дым от лесных пожаров |
| Осень | Более прохладная погода задерживает дым у поверхности |
| Зима | Более частые температурные инверсии |
Например, летом благоприятные условия для лесных пожаров сочетаются с пыльной и влажной погодой. Более частое использование кондиционеров и образование озона на уровне земли летом также увеличивают загрязнение городского воздуха. Эти эффекты могут объединяться, чтобы создать устойчивое оранжевое дымчатое небо.
В начале осени сочетание прохладной погоды с все еще активными лесными пожарами приводит к большему улавливанию и рассеиванию частиц дыма. А спокойная, дымчатая зимняя погода с температурными инверсиями также может привести к оранжевым оттенкам, несмотря на меньшее общее загрязнение воздуха.
Таким образом, естественные сезонные изменения погоды, уровни загрязнения и источники частиц способствуют разной степени оранжевого неба в разное время года.
В некоторых случаях оранжевый оттенок внешней среды вызван не естественным солнечным светом, а условиями искусственного освещения. Некоторые типы внутреннего или наружного освещения могут давать оранжевый свет, если цветовая температура света достаточно теплая и красноватая.
| Источник света | Эффекты оранжевого оттенка |
|---|---|
| Старые натриевые уличные фонари | Сильное узкополосное оранжевое излучение |
| Лампы накаливания и галогенные лампы | Широкий спектр, но предпочтение отдается красному/оранжевому |
| Теплые белые светодиоды | Расширенные оранжевые/красные длины волн |
| Свет свечей | Красное/оранжевое излучение абсолютно черного тела |
Некоторые старые технологии уличного освещения, такие как натриевые лампы низкого давления и высокого давления Натриевые лампы имеют интенсивное узкополосное излучение, сосредоточенное на оранжевых длинах волн. Этот монохромный оранжевый свет может создавать искусственное оранжевое свечение на открытом воздухе ночью.
Даже более естественные источники света широкого спектра, такие как лампы накаливания, галогенные или теплые белые светодиодные лампы, производят больше выходной мощности в красной и оранжевой части видимого спектра. Это усиливает оранжевые оттенки при освещении окружающей среды ночью.
Тот же принцип применим к условиям внутреннего освещения. Комната, освещенная свечами или уютным камином, приобретет оранжевый оттенок из-за теплого спектра излучения черного тела.
Таким образом, в дополнение к естественному дневному свету, на оранжевый оттенок, который мы воспринимаем на открытом воздухе и в помещении, также влияют технология искусственного освещения и выбор цветовой температуры.
Подводя итог, можно сказать, что существует множество взаимосвязанных факторов, которые могут вызывать воспринимаемый оранжевый оттенок в наружной или внутренней среде. Время суток, погодные условия, сезонные колебания, источники твердых частиц и характеристики естественного или искусственного освещения играют свою роль. Наиболее яркие оранжевые небеса получаются, когда несколько из этих факторов совпадают, чтобы максимизировать рассеивание или излучение длинных оранжевых длин волн света. Обращение внимания на текущие условия помогает объяснить, почему окружающая среда периодически приобретает оранжевый оттенок.
Хотя драматические оранжевые небеса могут быть красивыми, они часто указывают на плохое качество воздуха, опасность лесных пожаров или другие экологические проблемы, о которых следует знать. В следующий раз, когда вы заметите необычно оранжевый оттенок внешнего мира, уделите время, чтобы оценить оптические атмосферные процессы, которые его создают. Но также подумайте, способствуют ли этому какие-либо загрязнения воздуха, дым или источники освещения, и что это может означать для условий на открытом воздухе. Имея базовые знания в этой области науки, вы сможете лучше читать сообщения, которые сигнализируют яркие оранжевые панорамы заката или тусклый туманный дневной свет.