Много от нас, дори в ранна детска възраст, поне веднъж, но зададоха подобен въпрос, защо небето над нас е синьо? В крайна сметка светлината, която достига до нас направо от Слънцето, всъщност е бяла, а не изобщо синя. Въпреки това, когато пораснат, хората със сигурност не са загубили интерес към този въпрос. Мнозина не биха имали нищо против да успокоят любопитството си и все пак да разберат защо небесният свод е син.

Защо небето е синьо: физика

Физиката ще помогне да се задълбочим във всички тънкости на този въпрос по-подробно, където учените отдавна са установили причините и са проучили задълбочено всичко. Можем само да вкусим плодовете на техния упорита работа.

И така, нека започнем с това, което отличава нашата планета от другите – това е наличието на въздух, който живите организми могат да дишат. Въпреки че съставът му включва азот, кислород, въглероден диоксид, водна пара, различни прахови частици, които са постоянно в движение, той все пак остава абсолютно прозрачен. Но от друга страна, слънчевата светлина има огромен брой цветове, те са ни познати като цветовете на дъгата. Всеки от седемте цвята има своя собствена вълна, лъч и всички те са различни по дължина.

За да достигне слънчевата светлина до земята, тя трябва да пробие огромен слой въздух. Именно по време на преминаването на светлината през въздуха лъчите започват да се разпръскват и този процес протича по-интензивно точно със синьото. Това се обяснява много просто - дължината на вълната на синята светлина е най-късата. Така от гледна точка на физиката се обяснява синевата на небето.

Физиката отговори на нашия въпрос "защо небето е синьо", но какво да кажем за облаците, защото имат бял оттенък, въпреки че са във въздуха. Логично би било да се предположи, че слънчевите лъчи ще се разпръснат през облаците по същия начин, както при преминаване през дебелината на въздуха. Но този въпрос трябва да се разглежда от малко по-различен ъгъл.

Облаците, преди всичко, са най-малките частици вода, които са се изпарили от повърхността на земята и са групирани в газообразна маса. Но колкото и малки да са тези частици, те все пак ще бъдат много по-големи по размер от въздушна молекула. Именно в размера на молекулите се крие отговорът на този въпрос.

Както разбрахме, слънчевите лъчи, прониквайки в земната атмосфера, срещат препятствие по пътя си – въздух, който може да бъде преодолян само чрез разсейване. Но с облаците този метод не работи всички поради същия размер на молекулите. Светлината, срещаща се с микро капчица вода, не се пречупва, а по-скоро се отразява от нейната повърхност.

Това позволява на слънчевия лъч да остане в оригиналната си цветова палитра, тоест бяло, докато оцветява облачните молекули в бяло.

Ако, гледайки през прозореца, видите как небето е покрито с оловни облаци и не можете да разберете причината за случилото се, тогава всичко е наред. Може би просто трябва да попълните някои празнини в знанията или да опресните паметта си, за да разберете откъде идват облаците на първо място. И още тогава ще ви стане ясно дали си струва да се страхувате от тях.

Какво представляват облаците

Независимо как изглеждат облаците в небето, дали са почти прозрачни, като воал, или непроницаеми, като оловен облак, всички те са направени от вода. Факт е, че когато въздухът се нагрява, влагата на повърхността на земята придобива газообразно състояние и се издига до върха, където поради по-ниската температура на въздуха кондензира. Има обаче един детайл, необходим за образуването на облаци – това е прах. Още в началото на процеса на тяхното образуване водните молекули се придържат към най-малките й частици, след което се образуват капки и ледени кристали, които в бъдеще ще бъдат дъжд. Когато условията са благоприятни за растеж, облаците придобиват обем, стават по-тежки, потъват все по-ниско и в крайна сметка съдържанието им изпада като валежи.

Височината на облаците може да варира от 100 m от Земята до 30 km, в зависимост от метеорологичните условия, климата и етапа на тяхното развитие. Но те се образуват точно на височина до 14 км, между горните слоеве на тропосферата и земната повърхност. Височината, на която облаците само се образуват и намират в бъдеще, зависи от техния вид. За да разберем най-накрая към кои от тях принадлежат така наречените оловни облаци, нека преминем към тяхното описание.

Облачна класификация

Когато гледате небето, можете да видите три вида облаци:

1. Цирус. Като правило те са бели на цвят, като огромни панделки, извити или прави, простиращи се по небето. Разположени са на надморска височина 6-10 km, дебелината им варира от 100 m до 2 km, като структурата обикновено е кристална.
2. Наслоен. Името говори само за себе си, облаците от този тип сякаш се наслагват един върху друг в чист слой, като често са с различни нюанси, което ги прави още по-красиви. Разположени са на височина 0,1-0,7 km, имат дебелина 0,2-0,8 km, предимно с капкова структура.
3. Кумул. Те приличат на големи снежнобели снежни преспи, реещи се високо в небето. Обикновено на височина 800-1500 m, ширина от 100 m до 2 km.

Често можете да наблюдавате техните комбинации, като циростауси, слоесто-кумулни и т.н. Ако погледът ви е попаднал върху оловен облак, тогава вероятно вече имате стратонимбус или купесто-дъждов облак пред вас. Може би скоро ще вали.

Причината за образуването на оловни облаци

Всеки знае, че има пряка връзка между цвета на облаците и способността им да вали. Ако на хоризонта се появи тъмен облак, тогава вероятно в близко бъдеще ще паднат валежи и вероятно придружени от гръмотевична буря. Но понякога гледката на оловни облаци в небето може искрено да удари, че дори възрастен ще има въпрос относно причината за появата им. Всъщност те не се различават от обикновените облаци. Създадоха се подходящи условия за растежа им, след което поради голямото количество влага и плътност те абсолютно спряха да пропускат слънчева светлина и изглеждаха толкова страхотни. Замърсеният въздух също понякога засяга, поради което голямо количество сажди, прах навлиза в състава на облаците и те стават по-черни. И накрая, по отношение на необходимите условия за образуване на оловен облак:

• Нестабилността на въздушната маса, издигаща се нагоре;
• Наличието на топъл и студен въздух (по-често в края на лятото, пролетта и началото на есента).

И всичко, което трябва да направите, когато се появи, е просто да се предпазите от удар на мълния.

Въпреки научния прогрес и свободния достъп до много източници на информация, рядък човек може правилно да отговори на въпроса защо небето е синьо.

Защо небето е синьо през деня?

Бялата светлина - а именно тя излъчва от Слънцето - се състои от седем части от цветовия спектър: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово. Известната от училище рима за броене - "Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът" - просто определя цветовете на този спектър по началните букви на всяка от думите. Всеки цвят има своя собствена дължина на вълната на светлината: най-дългата за червеното и най-късата за лилавата.

Познатото за нас небето (атмосферата) се състои от твърди микрочастици, малки капчици вода и газови молекули. С течение на времето имаше няколко погрешни схващания, опитващи се да обяснят защо небето е синьо:

• атмосферата, състояща се от най-малките частици вода и молекули на различни газове, пропуска добре лъчите на синия спектър и не позволява на лъчите на червения спектър да докоснат Земята;
• малките твърди частици - например прах - суспендирани във въздуха, разпръскват най-малко сини и виолетови вълни и поради това успяват да достигнат до земната повърхност, за разлика от другите цветове от спектъра.

Тези хипотези бяха подкрепени от много известни учени, но изследванията на английския физик Джон Рейли показаха, че не твърдите частици са основната причина за разсейването на светлината. Именно молекулите на газовете в атмосферата разделят светлината на цветни компоненти. Бял слънчев лъч, сблъсквайки се с газова частица в небето, се разпръсква (разпръсква) в различни посоки.

При сблъсък с газова молекула всеки от седемте цветни компонента на бялата светлина се разсейва. В този случай светлината с по-дълги дължини на вълните (червената компонента на спектъра, която също включва оранжево и жълто) се разсейва по-лошо от светлината с къси вълни (синята компонента на спектъра). Поради това след разсейване във въздуха остават осем пъти повече цветове от синия спектър от червените.

Въпреки че виолетовото има най-късата дължина на вълната, небето все още изглежда синьо поради сместа от виолетови и зелени дължини на вълната. Освен това очите ни възприемат синьото по-добре от лилавото, със същата яркост и на двете. Именно тези факти определят цветовата схема на небето: атмосферата е буквално изпълнена със синьо-сини лъчи.

Защо тогава залезът е червен?

Небето обаче не винаги е синьо. Естествено възниква въпросът: ако виждаме синьо небе през целия ден, защо залезът е червен? По-горе открихме, че червеното е най-малко разпръснато от газовите молекули. По време на залез слънцето се приближава към хоризонта и слънчевият лъч е насочен към земната повърхност не вертикално, както през деня, а под ъгъл.

Следователно пътят, който изминава през атмосферата, е много по-дълъг от този, който изминава през деня, когато Слънцето е високо. Поради това синьо-синият спектър се абсорбира в дебел слой на атмосферата, без да достига до Земята. А по-дългите светлинни вълни от червено-жълтия спектър достигат повърхността на Земята, оцветявайки небето и облаците в характерните за залеза червени и жълти цветове.

Защо облаците са бели?

Нека засегнем темата за облаците. Защо има бели облаци в синьото небе? Първо, нека си спомним как се образуват. Влажният въздух, съдържащ невидима пара, се затопля близо до повърхността на земята, издига се и се разширява поради факта, че налягането на въздуха в горната част е по-малко. Когато се разширява, въздухът се охлажда. При достигане на определена температура водната пара кондензира около атмосферния прах и други суспендирани твърди вещества и в резултат се образуват малки капчици вода, чието сливане образува облак.

Въпреки относително малкия си размер, водните частици са много по-големи от молекулите на газа. И ако, срещайки въздушните молекули, слънчевите лъчи се разпръскват, то когато се срещнат с водни капки, светлината се отразява от тях. В същото време първоначално белият слънчев лъч не променя цвета си и в същото време „боядисва“ облачните молекули в бяло.

Красотата на небето е изобразявана неведнъж от художници, описвана от писатели и поети, дори хора, които са много далеч от изкуството, гледат в тази примамлива бездна, възхищават й се, не намирайки нито думи, нито достатъчно емоции, за да изразят онези чувства, които вълнуват душа и ум. Височината привлича човек във всяка роля, красива е с кристално синята си повърхност, не по-малко привлекателни са кипящите потоци от бяло-сиви облаци, заменени от светлина, осеяна с перисти облаци или буйни купести „агнета“. И колкото и меланхолично да изглежда облачното небе, обгръщащо с дълбочината си, оглушително и смазващо с цялата си маса, то също предизвиква буря от емоции и преживявания, хвърляйки мисли на специална вълна.

Красотата се вижда от гледащия

Всеки човек възприема света по различен начин. За някои тя е мрачна и сива, а други, напротив, виждат само цъфтяща, зелена, пълна с цветове планета. Ние също така ценим небесата над главите си по различен начин. Ако вземем предвид човек с обикновено цветово възприятие, тогава той ще види небето, както се смята - синьо, сиво, розово при залез слънце, опушено сиво при зазоряване.

Всъщност тези цветове са точно това, което нашите очи и мозък могат да ни предадат. Най-лесният начин хората да възприемат облачно небе е сивото. При ясно време имаме безкраен лазур над главите си, но всъщност атмосферният купол е по-близък до лилав оттенък, ако го погледнете от страната на Земята.

В тази публикация ще разберем защо небето е сиво в облачен ден и какво определя наситеността на този цвят, ще разберем и как се променя цветът му през деня и годината и какво влияе на тези процеси.

Бездънен океан отгоре

Над територията на европейските страни небето през топлия сезон обикновено поразява с богатството си, за което понякога може да се каже, че е синьо-синьо. Въпреки това, ако отделите поне един ден на случващото се над главите ни и внимателно наблюдавате естествените процеси, можете да забележите градация на цвета, която се променя много от момента на изгряване на слънцето до момента, в който то напълно залезе.

През лятото небето изглежда толкова ясно и визуално високо поради ниската влажност, отсъствието на голям брой облаци, които, натрупвайки вода, постепенно падат по-близо до земята. При ясно време погледът ни дори не гледа на стотици метри напред, а на разстояние, равно на 1-1,5 км. Следователно ние възприемаме небето като високо и ярко - липсата на смущения в пътя на светлинните лъчи в атмосферата гарантира, че те не се пречупват, а очите възприемат цвета му като син.

Защо небето променя цвета си

Такава промяна се описва от науката, макар и не толкова живописно, както от писателите, и се нарича дифузна радиация на небето. Ако говорим на прост и достъпен за читателя език, тогава процесите на цветообразуване на небесата могат да бъдат обяснени по следния начин. Светлината, която слънцето излъчва, преминава през въздушната междина около Земята, тя я разпръсква. Този процес е по-лесен с къси дължини на вълната. По време на максималното издигане на небесното тяло над нашата планета, в точка, разположена извън неговата посока, ще се наблюдава най-яркият и наситен син цвят.

Въпреки това, когато слънцето залязва или изгрява, неговите лъчи преминават тангенциално към повърхността на Земята, излъчваната от тях светлина трябва да измине по-дълъг път, което означава, че те се разпръскват във въздуха в много по-голяма степен, отколкото през деня . В резултат на това човек възприема небето в розови и червени цветове сутрин и вечер. Това явление е най-видимо, когато над нас има облачно небе. След това облаците и облаците стават много ярки, блясъкът на залязващото слънце ги оцветява в зашеметяващ

гръмотевична стомана

Но какво е облачно небе? Защо става така? Това явление е една от връзките в кръговрата на водата в природата. Издигайки се нагоре под формата на пара, водните частици навлизат в атмосферния слой с по-ниска температура. Натрупвайки се и охлаждайки на голяма надморска височина, те се комбинират един с друг, превръщайки се в капки. В момента, когато тези частици са все още много малки, пред очите ни се появяват красиви бели купести облаци. Въпреки това, колкото по-големи стават капките, толкова повече сиво има в облаците.

Понякога, гледайки небето, през което плуват тези огромни „агнета“, можете да видите, че една част от тях е боядисана в сиво, а други дори придобиват стоманен гръмотев оттенък. Тази трансформация се обяснява с факта, че капките в облаците имат различни размери и форми, така че пречупват светлината по различни начини. Когато небето е напълно облачно, то е изцяло боядисано в миши сиви тонове, до нас достига само бяла светлина.

Огромни задимени пространства

Има дни, когато сивото облачно небе няма нито една празнина. Това се случва, когато концентрацията на облаци и облаци е много висока, те обгръщат цялото визуално пространство в небето. Понякога те се възприемат като огромна притискаща маса, готова да падне върху главата. Освен това това явление се проявява най-характерно през есента и зимата, когато температурата на въздуха е ниска, а влажността, напротив, е висока и е на ниво 80-90%.

В такива дни облаците са много близо до земната повърхност, намират се само на сто-две метра от нея. Описанието на облачно небе често има меланхолични и депресиращи нотки и това най-вероятно се дължи именно на усещанията, които възникват, когато се почувствате сами с този мрачен труп, готов да ви падне от дъжд и студ.

И всичко може да е различно...

Цветовете на небето зависят от интензитета на светлинното излъчване и дължините на вълните, достигащи до планетата, така че през зимата, дори в ясни дни, то е синкаво-синьо. Но колкото по-близо е пролетта и колкото по-високо е местоположението на слънцето, толкова по-ярко е синьото му, особено в дните, когато мъглата се разсейва в горните слоеве на атмосферата, изкривявайки светлината.

Учените са открили, че на други планети небето може да няма обичайните за нас сини и сиви цветове; на Марс, например, то е розово дори в разгара на дневната светлина.