Редко ли небо бывает розовым?

Нередко люди смотрят на небо и видят полосы или полосы розовых и красноватых оттенков, смешанные с обычными синими. Это явление вполне нормально и имеет простое научное объяснение. Хотя розовое небо само по себе не редкость, оно, как правило, появляется только в определенное время дня, когда солнце находится низко над горизонтом. Давайте выясним, когда и почему мы можем наблюдать эти красочные восходы и закаты.

Что является причиной розового неба?

Розовые и красные цвета, которые мы иногда видим на небе, вызваны рассеиванием солнечного света. На это рассеивание влияют частицы и газы, из которых состоит наша атмосфера. Вот краткий обзор того, как это работает:

• Солнечный свет содержит все цвета видимого спектра. Когда он беспрепятственно проходит через чистый воздух, мы видим небо голубым.
• По мере того, как солнечный свет приближается к горизонту, он проходит через большую атмосферу и пересекает больше молекул воздуха и частиц.
• Эти частицы рассеивают короткие длины волн синего света, позволяя проходить более длинным красным и розовым волнам.
• Чем больше частиц в воздухе, тем больше синего света рассеивается, заставляя небо переходить в розовые и красные оттенки.

По сути, розовое небо возникает, когда присутствует достаточно частиц воздуха, чтобы рассеивать синий свет, но при этом пропускать много красного света к вашим глазам.

Когда обычно появляется розовое небо?

Так когда же возникают идеальные условия для создания ярко-розового неба? Существует два основных времени:

Восход и закат

Чаще всего розовое небо появляется во время восхода и заката. Это происходит потому, что солнце находится низко над горизонтом, поэтому его свет проходит через большую атмосферу и пересекает больше частиц, рассеивая синий свет.

Некоторые ключевые факторы, которые способствуют розовым восходам и закатам:

• Больше пыли и влажности у горизонта
• Более длинная длина пути через атмосферу
• Рассеяние света под малым углом

Для потрясающих розовых восходов и закатов требуется как раз правильное количество облаков, пыли или влажности, чтобы рассеять часть синего света, при этом пропуская теплые оттенки.

Крупные лесные пожары

Вторая по распространенности причина розового неба — крупные лесные пожары. Дым, сажа и частицы пепла, выбрасываемые пожарами, могут рассеивать свет и создавать яркие красноватые закаты на обширных территориях по ветру.

Некоторые ключевые факторы, связанные с пожарами:

• Обилие мелких частиц, которые эффективно рассеивают свет
• Дымовые шлейфы, которые могут достигать больших высот
• Углеродные соединения в дыме, которые преимущественно рассеивают синий свет

Примечательными недавними примерами широко распространенного розового неба из-за лесных пожаров являются пожароопасный сезон на Западном побережье 2020 года и австралийские лесные пожары 2019–2020 годов.

Является ли розовое небо редким явлением?

Хотя розовое небо может показаться необычным, это не считается редким явлением. Вот несколько моментов о частоте появления розового неба:

• Розовые рассветы и закаты регулярно происходят по всему миру в зависимости от местных условий.
• Яркие красные и розовые закаты чаще встречаются в районах с большим количеством пыли, влажности и загрязнения воздуха.
• Крупные дымовые шлейфы от лесных пожаров могут создавать региональные события розового неба каждые несколько лет.
• По-настоящему яркое розовое небо может происходить только несколько раз в месяц или год в определенном месте.
• Но некоторая степень розовых тонов, смешанных с оранжевым и синим, обычна на восходе и закате.

Итак, подведем итог: мельком увидеть розовые оттенки на рассвете или в сумерках — не редкость, но увидеть драматически розовое небо — не такое уж частое удовольствие.

Научные объяснения

Давайте немного подробнее рассмотрим научную сторону розового неба. Мы рассмотрим оптику рассеяния, роль атмосферных частиц и то, как работает восприятие цвета.

Рэлеевское рассеяние

Основным механизмом, создающим розовое небо, является рэлеевское рассеяние. Это относится к рассеянию света на частицах, меньших его длины волны.

Некоторые ключевые характеристики рэлеевского рассеяния:

• Наиболее эффективно на более коротких синих длинах волн
• Рассеянный свет поляризован перпендикулярно плоскости рассеяния
• Интенсивность рассеяния изменяется как 1/длина волны⁴
• Отвечает за синий цвет ясного неба

На восходе/закате красноватые оттенки, которые мы видим, представляют собой оставшийся нерассеянный свет после того, как синий конец был удален из спектра с помощью рэлеевского рассеяния.

Рассеяние Ми

Вторичным эффектом является рассеяние Ми — рассеяние света на более крупных частицах, таких как пыль и капли воды.

Некоторые характеристики рассеяния Ми:

• Наиболее значимо, когда размер частиц близок к длине волны
• Рассеянный свет в основном направлен вперед
• Отвечает за белый вид облаков

Рассеяние Ми вносит свой вклад, удаляя дополнительный синий свет, усиливая красноватые оттенки. Оно также создает более яркие закаты, отражая больше света вперед в ваши глаза.

Аэрозоли и твердые частицы

Фактические частицы, осуществляющие рассеяние Рэлея и Ми, состоят из:

• Молекулы азота и кислорода
• Капли воды
• Пыль, сажа, зола и загрязнения
• Дым от пожаров

Больше твердых частиц в воздухе, как правило, создают более яркие восходы и закаты. Однако слишком большое загрязнение может полностью блокировать и рассеивать солнечный свет, создавая унылое серое небо. Существует оптимальное соотношение между достаточным количеством частиц, чтобы эффективно рассеивать свет, но не настолько, чтобы полностью его блокировать.

Восприятие цвета

Наконец, фактический диапазон цветов, который мы воспринимаем, является результатом кривых реакции колбочковых фоторецепторных клеток нашего глаза в сочетании с обработкой цвета в мозге.

Ключевые факторы восприятия цвета:

• Колбочки L, M и S реагируют преимущественно на длинные, средние и короткие длины волн
• Кривые реакции колбочек перекрываются, что позволяет воспринимать ряд оттенков
• Мозг объединяет и обрабатывает сигналы колбочек для создания цветовых ощущений
• Внешний вид цвета также зависит от окружающих цветов и контекста освещения

Таким образом, яркие красные и розовые цвета, которые мы видим на рассвете и закате, зависят как от спектров света, попадающего в наши глаза, так и от того, как наша зрительная система интерпретирует эти сигналы.

Географические изменения

Частота и интенсивность Наблюдения за розовым небом могут существенно различаться в зависимости от местоположения. Вот некоторые географические факторы, которые влияют на потенциал розового неба:

Регион	Потенциал розового неба	Факторы, способствующие появлению
Городские районы	От умеренного до высокого	Загрязнение воздуха обеспечивает рассеивание частиц
Зоны лесных пожаров	Эпизодически высокий	Дымовые шлейфы рассеивают свет при крупных пожарах
Прибрежные регионы	Умеренный	Обычно большая влажность обеспечивает рассеивание от капель воды
Засушливый климат	Высокий	Больше Пыль в воздухе увеличивает плотность частиц
Высокие широты	Низкие	Менее оптимальные углы наклона солнца на восходе/закате
Горные регионы	Высокие	Повышенное рассеяние на больших высотах

Как показывает таблица, регионы с большим количеством частиц, влажностью и загрязнением, как правило, имеют больший потенциал для наблюдений яркого розового неба. Но другие факторы, такие как широта, высота над уровнем моря и сезонные климатические циклы, также могут иметь значительные эффекты.

Историческое значение

Записи об ошеломляющем розовом небе вдохновляли людей на протяжении столетий. Вот некоторые исторические моменты:

• Древнегреческие поэты, такие как Гомер, упоминали розовые рассветы.
• Яркие красные закаты после извержения Тамборы 1815 года вдохновляли художников и писателей.
• Розовые закаты изображены на пейзажных картинах Фредерика Эдвина Чёрча 19 века.
• Художники-импрессионисты, такие как Моне и Ренуар, использовали розовые тона для передачи настроения.
• Поэты-пасторали романтизировали красноватые закаты и рассветы в сельской местности.
• Постимпрессионисты, такие как Ван Гог, использовали драматическое розовое небо.
• Фотографы гонятся за яркими розовыми тонами для создания привлекательных изображений.

Поэтому эфемерная красота розового неба давно завораживала и вдохновляла многих. Ученые теперь могут объяснить оптику, стоящую за этими чудесами природы.

Фольклор и мифология

Помимо своей научной причины, розовое небо породило множество народных верований и суеверий на протяжении истории. Вот некоторые примеры в разных культурах:

• «Красное небо ночью — радость моряка. Красное небо утром — предупреждение моряку».
• Считалось, что красный закат — это знак того, что следующий день будет солнечным и ясным.
• Некоторые индейские племена верили, что красное утро приносит удачу.
• В Китае красное небо считается признаком процветания.
• В индуистской мифологии красные рассветы связываются с радостью и победой добра над злом.
• Плиний Старший утверждал, что война начнется в течение трех лет после кроваво-красных закатов.
• В одном старом английском стихотворении говорится: «Розовые небо и закаты, 24 часа сырости».

Хотя большинство этих высказываний не являются научно точными, они показывают, как розовое небо вызывало восхищение и вызывало предания во всем мире с древних времен.

Фотосъемка розового неба

Для того, чтобы сделать потрясающие фотографии розового неба и закатов, требуются навыки и правильное оборудование. Вот несколько советов по фотографии:

• Используйте цифровую зеркальную камеру с ручными настройками и форматом файла RAW
• Выбирайте широкоугольный и зум-объектив, чтобы запечатлеть широкие виды
• Приобретите устойчивый штатив для снимков с длительной выдержкой
• Выбирайте интересные элементы на переднем плане, например горы или здания
• Приходите пораньше и заранее разведайте место
• Держите экспозицию в брекетах, чтобы обеспечить высокий динамический диапазон
• Дождитесь, пока солнце опустится за горизонт, чтобы получить наилучшие цвета и контраст
• Настройте баланс белого на более холодный, чтобы усилить розовые и красные оттенки
• Избегайте включения самого солнца в ваши изображения

С практикой вы сможете научиться запечатлевать великолепные моменты розового неба для потомков.

Вывод

Хотя розовое небо регулярно появляется во время восходов и закатов, особенно яркий розовый Небо — это особое удовольствие. Взаимодействие рассеивающей оптики, атмосферных частиц и перцептивных процессов создает это волшебное зрелище. Фотографы любят делать снимки, демонстрирующие полотно цвета природы.

Поэтому в следующий раз, когда вы заметите розовое сияние, распространяющееся над горизонтом, найдите момент, чтобы оценить природную красоту под рукой. Научные основы этого явления можно понять, но впечатляющее розовое небо всегда будет чудесным зрелищем.