L'une des caractéristiques d'une personne est la curiosité. Probablement tout le monde, enfant, regardait le ciel et se demandait: "pourquoi le ciel est-il bleu?". En fin de compte, les réponses à des questions aussi simples en apparence nécessitent certaines connaissances dans le domaine de la physique et, par conséquent, tous les parents ne seront pas en mesure d'expliquer correctement à l'enfant la raison de ce phénomène.
Considérez cette question d'un point de vue scientifique.
La gamme de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique couvre presque tout le spectre du rayonnement électromagnétique, qui comprend le rayonnement visible pour l'homme. L'image ci-dessous montre la dépendance de l'intensité du rayonnement solaire à la longueur d'onde de ce rayonnement.
En analysant cette image, on peut noter le fait que le rayonnement visible est également représenté par une intensité inégale pour un rayonnement de différentes longueurs d'onde. Ainsi, une contribution relativement faible au rayonnement visible rend la couleur violette et la plus grande - les couleurs bleue et verte.
Pourquoi le ciel est bleu ?
Tout d'abord, nous sommes amenés à cette question par le fait que l'air est un gaz incolore et ne doit pas émettre de lumière bleue. Il est évident que la cause d'un tel rayonnement est notre étoile.
Comme vous le savez, la lumière blanche est en fait une combinaison de rayonnement de toutes les couleurs du spectre visible. À l'aide d'un prisme, vous pouvez décomposer explicitement la lumière dans toute la gamme de couleurs. Un effet similaire se produit dans le ciel après la pluie et forme un arc-en-ciel. Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l'atmosphère terrestre, elle commence à se diffuser, c'est-à-dire le rayonnement change de direction. Cependant, la particularité de la composition de l'air est telle que lorsque la lumière y pénètre, le rayonnement à courte longueur d'onde est plus diffusé que le rayonnement à ondes longues. Ainsi, en tenant compte du spectre présenté précédemment, on peut voir que la lumière rouge et orange ne changera pratiquement pas de trajectoire en traversant l'air, tandis que les rayonnements violet et bleu changeront sensiblement de direction. Pour cette raison, une sorte de lumière "errante" à ondes courtes apparaît dans l'air, qui est constamment diffusée dans ce milieu. À la suite du phénomène décrit, il semble qu'un rayonnement à ondes courtes du spectre visible (violet, bleu, bleu) soit émis en tout point du ciel.
Le fait bien connu de la perception du rayonnement est que l'œil humain ne peut capter, voir, le rayonnement que s'il frappe directement l'œil. Ensuite, en regardant le ciel, vous verrez très probablement des nuances de ce rayonnement visible, dont la longueur d'onde est la plus petite, puisque c'est celle-ci qui se diffuse le mieux dans l'air.
Pourquoi ne voyez-vous pas une couleur nettement rouge lorsque vous regardez le Soleil ? Premièrement, il est peu probable qu'une personne puisse examiner attentivement le Soleil, car un rayonnement intense peut endommager l'organe visuel. Deuxièmement, malgré l'existence d'un phénomène tel que la diffusion de la lumière dans l'air, néanmoins, la majeure partie de la lumière émise par le Soleil atteint la surface de la Terre sans être diffusée. Par conséquent, toutes les couleurs du spectre visible du rayonnement sont combinées, formant une lumière avec une couleur blanche plus prononcée.
Revenons à la lumière diffusée par l'air, dont la couleur, comme nous l'avons déjà déterminé, doit avoir la plus petite longueur d'onde. Parmi les rayonnements visibles, le violet a la longueur d'onde la plus courte, suivi du bleu, et le bleu a une longueur d'onde légèrement plus longue. Compte tenu de l'intensité inégale du rayonnement solaire, il devient clair que la contribution de la couleur violette est négligeable. Par conséquent, la plus grande contribution au rayonnement diffusé par l'air est le bleu, suivi du bleu.
Pourquoi le coucher de soleil est-il rouge ?
Dans le cas où le Soleil se cache derrière l'horizon, on peut observer le même rayonnement à ondes longues de couleur rouge-orange. Dans ce cas, la lumière du Soleil doit parcourir une distance sensiblement plus grande dans l'atmosphère terrestre avant d'atteindre les yeux de l'observateur. À l'endroit où le rayonnement du Soleil commence à interagir avec l'atmosphère, les couleurs bleues et bleues sont les plus prononcées. Cependant, avec la distance, le rayonnement à ondes courtes perd de son intensité, car il est considérablement dispersé le long du chemin. Alors que le rayonnement à ondes longues fait un excellent travail pour surmonter ces grandes distances. C'est pourquoi le Soleil est rouge au coucher du soleil.
Comme mentionné précédemment, bien que le rayonnement à ondes longues soit faiblement diffusé dans l'air, il existe toujours une diffusion. Par conséquent, étant à l'horizon, le Soleil émet de la lumière, à partir de laquelle seul le rayonnement de teintes rouge-orange atteint l'observateur, qui a un certain temps pour se dissiper dans l'atmosphère, formant la lumière « parasite » mentionnée précédemment. Ce dernier peint le ciel dans des tons variés de rouge et d'orange.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?
En parlant de nuages, nous savons qu'ils sont constitués de gouttelettes microscopiques de liquide qui diffusent la lumière visible de manière presque uniforme, quelle que soit la longueur d'onde du rayonnement. Ensuite, la lumière diffusée, dirigée dans toutes les directions à partir de la goutte, est à nouveau diffusée sur d'autres gouttes. Dans ce cas, la combinaison de rayonnement de toutes les longueurs d'onde est préservée et les nuages "brillent" (se reflètent) en blanc.
Si le temps est nuageux, le rayonnement solaire atteint la surface de la Terre en quantité insignifiante. Dans le cas de gros nuages, ou d'un grand nombre d'entre eux, une partie de la lumière du soleil est absorbée, car le ciel s'assombrit et prend une couleur grise.
Par une belle journée d'été, il est parfois si agréable d'admirer les nuages blancs comme neige qui volent dans le haut du ciel, prenant les contours bizarres d'animaux étranges, de châteaux de contes de fées ou d'autres images suggérées par la fantaisie.
Mais dès qu'un nuage de pluie noir apparaît au bord du ciel, l'humeur insouciante est immédiatement remplacée par un sentiment inconscient d'anxiété. Pourquoi cela arrive-t-il? Pourquoi les nuages, si blancs et légers, devenant un nuage d'orage, s'assombrissent-ils immédiatement, acquérant une couleur profonde, presque noire ?
Qu'est-ce que les nuages ?
Tous les nuages, sans exception, sont énormes, mesurant parfois plusieurs dizaines de kilomètres, accumulations des plus petites gouttelettes d'eau et cristaux de glace, qui sont déplacés par la force du vent au-dessus de la surface de la terre à une hauteur de 0,5 à 30 kilomètres.
Les dimensions microscopiques des éléments nuageux - gouttes ou glaçons - leur permettent de rester longtemps dans l'air. Mais dès que les conditions sont créées pour l'élargissement des éléments du nuage, ils deviennent trop lourds, tombent et tombent du nuage.
Les nuages sont :
- plumeux - répartis dans le ciel sous la forme d'énormes plumes ou rubans, droits ou courbes;
- en couches - comme s'il s'agissait de plusieurs couches empilées les unes sur les autres, souvent d'une teinte légèrement différente;
- cumulus - ressemblant à d'énormes congères ou à des morceaux de coton blanc comme neige volant haut dans le ciel. 
Ce sont les principales formes de nuages, en pratique ils se combinent souvent les uns aux autres de la manière la plus bizarre, devenant cirrostratus, cirrocumulus, stratocumulus, etc.
Comment se forment les nuages ?
Comme mentionné ci-dessus, les nuages sont formés par des gouttelettes de vapeur d'eau. Chaque jour, des dizaines de milliers de tonnes d'eau s'évaporent de la surface des océans, des mers, des lacs et des rivières, et tout simplement de la surface de la terre. Initialement, cette eau se trouve dans des couches d'air chaud situées près de la surface.
Cet air chaud, selon les lois de la physique, monte, mais plus il s'éloigne de la terre, plus il se refroidit. Les molécules d'eau, perdant de l'énergie, commencent à passer d'un état gazeux à un état liquide, se condensant sous forme de gouttes.
Mais comme l'air qui monte est plus raréfié que la couche inférieure près de la surface, les gouttelettes d'eau ne peuvent pas se condenser à des tailles suffisamment grandes et restent dans l'atmosphère sous forme de suspension, le plus petit aérosol de particules de glace liquide ou solide. C'est les nuages. 
Les experts disent que l'eau qu'ils contiennent est souvent présente dans les deux états en même temps - à la fois sous forme de gouttes et sous forme de banquise.
Pourquoi les nuages et les nuages ont-ils des couleurs différentes ?
Les météorologues n'utilisent pas le terme "nuage", à la place ils disent "nuage de pluie" ou "nuage d'orage" . Nous savons tous que si un nuage sombre est apparu à l'horizon et s'approche de nous, il pleuvra certainement bientôt. Il existe un lien très direct entre la couleur d'un nuage et sa capacité à verser des gouttes d'eau.
Le fait est que la structure des nuages blancs volant dans le ciel à une altitude de six kilomètres ou plus est très raréfiée, lâche. Par conséquent, la lumière du soleil les traverse presque sans entrave, comme à travers un abat-jour mat. Il crée l'impression d'une masse d'air blanche comme neige, légère et rayonnante.
Lorsque, pour diverses raisons, un nuage descend à une hauteur de deux kilomètres ou moins, il devient plus dense, et il est déjà plus difficile aux rayons solaires de traverser son épaisseur.
Plus le nuage tombe bas, plus il paraît sombre : il acquiert d'abord une légère teinte grisâtre, puis il devient nettement gris, bleu ou violet.
Dans le même temps, la masse d'air est compactée et les plus petites gouttelettes se rapprochent. Cela conduit au fait que la taille des gouttelettes d'eau augmente, ce qui nuit encore plus à la pénétration de la lumière du soleil à travers le nuage. Il devient de plus en plus lourd et tombe de plus en plus bas, et maintenant il arrive un moment où le nuage ne peut plus retenir en lui-même les gouttes d'eau, et elles commencent à tomber sur le sol.
Le processus de condensation se poursuit jusqu'à ce que le nuage devienne moins dense et commence à monter dans la haute atmosphère. 
Ainsi, il devient clair que la couleur d'un nuage dépend principalement de sa densité : plus cet indicateur est élevé, plus le nuage est foncé.
La pluie et les nuages orageux ont la densité la plus élevée, les gouttes d'eau dans lesquelles se sont déjà condensées presque au point d'être prêtes à se répandre sur le sol. C'est pourquoi un nuage de pluie semble lourd et noir, et un nuage blanc et léger.
C'est un grand plaisir de regarder passer les cumulus en été et d'essayer d'expliquer pourquoi ils sont clairs ou sombres. Lorsque le nuage est éclairé par le Soleil, il est d'un blanc éblouissant, mais lorsque le nuage passe au-dessus de nous, sa base devient grise ou complètement noire. Les gouttelettes d'eau dans le nuage sont si rapprochées qu'il s'agit d'un corps blanc presque complètement opaque - blanc car la lumière pénètre à peine dans le nuage, mais est très bien réfléchie par de nombreuses gouttes. Si le Soleil est obscurci par des cumulus, ils apparaissent sombres, mais les bords des nuages sont toujours clairs : "chaque nuage a une doublure argentée".
Ainsi, la distribution de la lumière et de l'ombre nous donne des données intéressantes sur les différentes parties du nuage - supérieur, inférieur, avant, arrière et la forme réelle de cette énorme formation. Il n'est pas toujours facile de se faire une idée correcte de ses proportions, ainsi que de la position du nuage par rapport au Soleil. Si, par exemple, les nuages sont devant moi et le Soleil à une certaine distance au-dessus, je serai perplexe, ne voyant que des ombres (Fig. 169, a). Je ne peux pas imaginer la grandeur 
Riz. 169. Lumière et ombres sur les cumulus : a) comment nous voyons les paysages
l'observateur vu du nord au sud ; b) impressions personnelles erronées de l'observateur et de l'image qu'il s'attend à voir; c) comment les choses sont en réalité. Dans les cas b) et c), l'observateur regarde d'est en ouest. Le soleil est au sud.
distance du Soleil, inconsciemment je la considère très proche et donc il me semble qu'une partie de AB devrait être illuminée (Fig. 169, 6). En fait, les rayons du soleil éclairant le nuage sont parallèles à la ligne reliant le Soleil à mon œil (Fig. 169, c).
Aussi capricieux que soient les jeux d'ombres et de lumières, aussi complexes que soient les ombres projetées d'un nuage sur un autre, il semble impossible d'expliquer toutes les différences de couleurs des cumulus par cela seul.
I. Lévitan
Lorsque le ciel s'éclaircit après un orage et qu'il ne reste plus que quelques cumulus, vivement éclairés par le Soleil et disposés de manière à ce que l'ombre de l'un d'eux ne puisse pas tomber sur l'autre, ces nuages deviennent de plus en plus sombres, et enfin, avant de disparaître complètement, vire au bleu-noir. L'impression générale est que de fines portions de cumulus vues sur un ciel bleu ne sont pas "bleu+blanc" (comme on pourrait s'y attendre), mais "bleu+noir".
En revanche, un cumulus apparaît gris lorsqu'on le voit contre un autre gros nuage complètement blanc, il ne peut donc être question d'augmenter la luminosité simplement en augmentant l'épaisseur globale des couches. La physique de ces phénomènes, bien qu'observée quotidiennement, est encore mal comprise. Bien sûr, il faut faire très attention à l'idée que les nuages absorbent la lumière ; il faut d'abord essayer d'expliquer le phénomène en supposant que les nuages sont des formations blanches solides, puis se rappeler qu'ils ne sont en fait rien de plus qu'un brouillard diffusant la lumière, et enfin tenir compte du fait que les nuages peuvent contenir des particules de poussière sombres.
Il est intéressant de comparer les nuages avec la vapeur blanche (et non la fumée !) d'une locomotive à vapeur. Dans certains cas, la vapeur apparaît plus blanche lorsqu'elle est vue sous un grand angle par rapport à la lumière incidente, et moins brillante lorsqu'elle est vue de la direction de la Soleil, lorsque l'œil perçoit des rayons réfléchis presque dans la direction d'incidence. Dans d'autres cas, quelle que soit la direction d'observation, la vapeur est beaucoup plus brillante que les parties les plus brillantes des cumulus ; cela est peut-être dû à la grande distance par rapport aux nuages et à l'atténuation de la lumière due à la diffusion dans l'air.
Georges Nyssky. Automne. sémaphores
Les cumulus sombres apparaissent souvent bleuâtres à distance. Ce n'est pas la couleur des nuages eux-mêmes, mais la lumière diffusée dans l'atmosphère entre le nuage et notre œil. Plus un nuage aussi sombre est éloigné, plus sa couleur se rapproche de la couleur du ciel. D'autre part, les nuages brillants près de l'horizon deviennent jaunâtres.
Il faut aussi considérer d'autres nuages et essayer d'expliquer, par exemple, pourquoi les nuages de pluie sont si gris, pourquoi les nuages d'orage ont une couleur de plomb spéciale à côté de l'orange fanée. Nos informations sur tout cela, cependant, sont si incomplètes que nous nous bornerons à appeler le lecteur à faire des observations indépendantes.
La répartition de la luminosité sur la voûte céleste, lorsqu'elle est complètement et uniformément couverte de nuages, est très caractéristique et, pour ainsi dire, complète la répartition dans un ciel clair. Comparez, par exemple, à l'aide d'un miroir, le zénith et l'horizon : avec un ciel clair, le zénith est toujours plus sombre ; le rapport de luminosité varie de 3 à 5 (photos X1X et XX). 
Savez-vous comment les nuages apparaissent, pourquoi certains deviennent des nuages, tandis que d'autres restent des agneaux blancs comme neige ? Notre incroyable nouveauté "Clouds. Nous observons et étudions »- c'est pour les vrais amateurs de nuages et pourquoi de tous âges.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs et les nuages noirs, comment naissent les nuages et les mirages, et est-il vrai qu'il existe une société des amoureux des nuages ? Nous disons.
C'est la devise de The Cloud Appreciation Society, une organisation internationale fondée en 2004 en Angleterre par Gavin Praetor-Pinney. Il rassemble 30 000 amoureux du cloud de 94 pays. Ce sont des gens qui rêvent de faire découvrir la beauté du ciel nuageux aux autres. Adhérer maintenant!
Vous avez juste besoin de vous allonger sur l'herbe et de regarder les nuages. Ou simplement lever les yeux. Quand tu veux.
Comment naît un nuage ?
Lorsque l'air chaud se mélange à l'air froid, il se refroidit et peut atteindre le point de rosée. La condensation se produit. La vapeur d'eau, se déposant sur une particule dans l'air, se transforme en gouttes ou en cristaux de glace qui, en se rassemblant, forment un nuage.
Le plus souvent, cela se produit lorsque l'air chaud monte du sol et rencontre l'air froid au-dessus de l'atmosphère. Un phénomène semblable à un nuage peut également être observé près de la surface de la terre. La terre ou l'eau, chauffée pendant la journée, se refroidit plus lentement que l'air. Lorsque l'air froid de la nuit entre en contact avec de l'air chaud, du brouillard se forme près de la surface de la terre ou de l'eau.
Oui, le brouillard se compose également d'éléments nuageux. En fait, il s'agit d'un gros nuage allongé sur le sol.
Pourquoi les nuages sont blancs et les nuages noirs
Si les nuages sont faits de gouttes, pourquoi sont-ils blancs ? Parce que les éléments nuageux réfléchissent la lumière : les cristaux et les gouttes scintillent dans les rayons du soleil. Et plus les éléments sont petits et plus ils sont nombreux, plus le nuage est blanc.
Les nuages orageux gris, bleutés et noirs sont composés des mêmes gouttes. C'est juste qu'ils - avec une forte nébulosité - peuvent projeter une ombre les uns sur les autres (et même sur eux-mêmes), c'est pourquoi ils semblent plus sombres. Il y a aussi des nuages plus denses - ils sont constitués de gros cristaux et de gouttes, de sorte que les rayons du soleil ne peuvent pas les traverser. Ils apparaissent sombres et sinistres lorsqu'ils sont vus du sol.
Mais si vous les survolez, par exemple en avion, ils seront complètement blancs.
Comment se forme un mirage ?
Un nuage se forme lorsque l'air chaud monte. Ce courant ascendant chaud est appelé thermique. Oiseaux et planeurs y planent.
Le thermique peut être vu si vous regardez la route goudronnée par une chaude journée. Il semble que l'air au-dessus de l'asphalte tremble et la route semble être couverte de flaques d'eau. Ce phénomène s'appelle un mirage.
Un mirage peut être observé lorsque l'air chaud et froid, qui ont des densités différentes, se rencontrent. A la limite des milieux de densités différentes, un faisceau de lumière est réfracté, et nous voyons un mirage.
Les nuages ne sont pas seulement des touffes de coton qui couvrent le soleil. Ils ne sont pas moins beaux que les étoiles. Après avoir lu ce livre, vous verrez par vous-même.
Savez-vous comment les nuages apparaissent, pourquoi certains deviennent des nuages, tandis que d'autres restent des agneaux blancs comme neige ? Notre incroyable nouveauté "Clouds. Nous observons et étudions »- c'est pour les vrais amateurs de nuages et pourquoi de tous âges.
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Vous avez juste besoin de vous allonger sur l'herbe et de regarder les nuages. Ou simplement lever les yeux. Quand tu veux.
Comment naît un nuage ?
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Le plus souvent, cela se produit lorsque l'air chaud monte du sol et rencontre l'air froid au-dessus de l'atmosphère. Un phénomène semblable à un nuage peut également être observé près de la surface de la terre. La terre ou l'eau, chauffée pendant la journée, se refroidit plus lentement que l'air. Lorsque l'air froid de la nuit entre en contact avec de l'air chaud, du brouillard se forme près de la surface de la terre ou de l'eau.
Illustration tirée du livre
Oui, le brouillard se compose également d'éléments nuageux. En fait, il s'agit d'un gros nuage allongé sur le sol.
Pourquoi les nuages sont blancs et les nuages noirs
Si les nuages sont faits de gouttes, pourquoi sont-ils blancs ? Parce que les éléments nuageux réfléchissent la lumière : les cristaux et les gouttes scintillent dans les rayons du soleil. Et plus les éléments sont petits et plus ils sont nombreux, plus le nuage est blanc.
Les nuages orageux gris, bleutés et noirs sont composés des mêmes gouttes. C'est juste qu'ils - avec une forte nébulosité - peuvent projeter une ombre les uns sur les autres (et même sur eux-mêmes), c'est pourquoi ils semblent plus sombres. Il y a aussi des nuages plus denses - ils sont constitués de gros cristaux et de gouttes, de sorte que les rayons du soleil ne peuvent pas les traverser. Ils apparaissent sombres et sinistres lorsqu'ils sont vus du sol.
Illustration tirée du livre
Mais si vous les survolez, par exemple en avion, ils seront complètement blancs.
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