Malgré les progrès scientifiques et le libre accès à de nombreuses sources d'information, une personne rare peut répondre correctement à la question de savoir pourquoi le ciel est bleu.

Pourquoi le ciel est-il bleu ou bleu pendant la journée ?

La lumière blanche - à savoir, le soleil l'émet - se compose de sept parties du spectre de couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, bleu et violet. Une comptine connue depuis l'école - "Chaque chasseur veut savoir où se trouve le faisan" - détermine simplement les couleurs de ce spectre par les lettres initiales de chacun des mots. Chaque couleur a sa propre longueur d'onde de lumière : la plus longue pour le rouge et la plus courte pour le violet.

Le ciel (l'atmosphère) qui nous est familier est constitué de microparticules solides, les plus petites gouttelettes d'eau et de molécules de gaz. Au fil du temps, il y a eu plusieurs hypothèses erronées essayant d'expliquer pourquoi le ciel est bleu :

l'atmosphère, constituée des plus petites particules d'eau et de molécules de divers gaz, transmet bien les rayons du spectre bleu et ne permet pas aux rayons du spectre rouge de toucher la Terre ;
les particules fines, telles que la poussière, en suspension dans l'air, diffusent le moins les ondes bleues et violettes, et de ce fait, elles parviennent à atteindre la surface de la Terre, contrairement aux autres couleurs du spectre.

Ces hypothèses ont été soutenues par de nombreux scientifiques célèbres, mais des études du physicien anglais John Rayleigh ont montré que la matière non particulaire est la principale cause de la diffusion de la lumière. Ce sont les molécules de gaz dans l'atmosphère qui séparent la lumière en composants de couleur. Un rayon de soleil blanc, entrant en collision avec une particule de gaz dans le ciel, se disperse (se disperse) dans différentes directions.

Lors d'une collision avec une molécule de gaz, chacune des sept composantes de couleur de la lumière blanche est diffusée. Dans ce cas, la lumière avec des longueurs d'onde plus longues (la composante rouge du spectre, qui comprend également l'orange et le jaune) est diffusée moins bien que la lumière avec des longueurs d'onde courtes (la composante bleue du spectre). Pour cette raison, après diffusion, huit fois plus de couleurs dans le spectre bleu que dans le spectre rouge restent dans l'air.

Bien que le violet ait la longueur d'onde la plus courte, le ciel apparaît toujours bleu en raison du mélange d'ondes violettes et vertes. De plus, nos yeux perçoivent mieux le bleu que le violet, avec la même luminosité des deux. Ce sont ces faits qui déterminent l'échelle de couleurs du ciel : l'atmosphère est littéralement remplie de rayons de couleur bleu-bleu.

Pourquoi alors le coucher de soleil est-il rouge ?

Cependant, le ciel n'est pas toujours bleu. La question se pose naturellement : si nous voyons un ciel bleu toute la journée, pourquoi le coucher de soleil est-il rouge ? Ci-dessus, nous avons découvert que le rouge est le moins dispersé par les molécules de gaz. Au coucher du soleil, le Soleil s'approche de l'horizon et le rayon du soleil est dirigé vers la surface de la Terre non pas verticalement, comme pendant la journée, mais en biais.

Par conséquent, le chemin qu'il parcourt à travers l'atmosphère est beaucoup plus grand que celui qu'il parcourt pendant la journée, lorsque le soleil est haut. De ce fait, le spectre bleu-bleu est absorbé dans l'épaisse couche de l'atmosphère, avant d'atteindre la Terre. Et des ondes lumineuses plus longues du spectre rouge-jaune atteignent la surface de la Terre, peignant le ciel et les nuages dans les couleurs rouges et jaunes typiques du coucher de soleil.

Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?

Parlons du sujet des nuages. Pourquoi y a-t-il des nuages blancs dans le ciel bleu ? Tout d'abord, rappelons-nous comment ils sont formés. L'air humide contenant de la vapeur invisible, se réchauffant à la surface de la terre, monte et se dilate du fait que la pression de l'air est plus faible au sommet. Lorsque l'air se dilate, il se refroidit. Lorsqu'une certaine température est atteinte, la vapeur d'eau se condense autour de la poussière atmosphérique et d'autres solides en suspension, et en conséquence, de minuscules gouttes d'eau se forment, qui fusionnent pour former un nuage.

Malgré leur taille relativement petite, les particules d'eau sont beaucoup plus grosses que les molécules de gaz. Et si, en rencontrant des molécules d'air, les rayons du soleil sont dispersés, alors lorsqu'ils rencontrent des gouttelettes d'eau, la lumière est réfléchie par elles. En même temps, le rayon de soleil initialement blanc ne change pas de couleur et en même temps "peint" les molécules du nuage en blanc.

Savez-vous comment les nuages apparaissent, pourquoi certains deviennent des nuages, tandis que d'autres restent des agneaux blancs comme neige luxuriants ? Notre incroyable nouveauté « Clouds. Nous observons et étudions "- c'est pour les vrais amoureux des nuages et pour une raison quelconque les enfants 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 ? Disons.

C'est la devise de The Cloud Appreciation Society, une organisation internationale fondée en Angleterre en 2004 par Gavin Praetor-Pinney. Il rassemble 30 000 amoureux du cloud de 94 pays. Ce sont des gens qui rêvent de révéler la beauté d'un ciel nuageux à ceux qui les entourent. Rejoignez-nous!

Il suffit de s'allonger sur l'herbe et de regarder les nuages. Ou tout 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, une fois rassemblés, forment un nuage.

Le plus souvent, cela se produit lorsque l'air chaud s'élève du sol et au-dessus - dans l'atmosphère - rencontre l'air froid. 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 l'air chaud, du brouillard se forme près de la surface de la terre ou de l'eau.

Illustration du livre

Oui, le brouillard se compose également d'éléments nuageux. En fait, il s'agit d'un gros nuage couché au sol.

Pourquoi les nuages sont-ils blancs et les nuages noirs

Si les nuages sont faits de gouttelettes, pourquoi sont-ils blancs ? Parce que les éléments nuageux réfléchissent la lumière : les cristaux et les gouttes scintillent sous les rayons du soleil. Et plus les éléments sont petits et nombreux, plus le nuage est blanc.

Les nuages orageux gris, gris et noirs sont composés des mêmes gouttelettes. C'est juste que - en cas de nuages forts - ils peuvent projeter des ombres les uns sur les autres (et même sur eux-mêmes), et donc sembler plus sombres. Il existe également 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 semblent sombres et menaçants lorsqu'ils sont vus du sol.

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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. Des oiseaux et des planeurs y planent.

Thermik peut être vu si vous regardez la route goudronnée par une journée chaude. Il semble que l'air au-dessus de l'asphalte tremble, et la route semble couverte de flaques d'eau. Ce phénomène s'appelle un mirage.

Un mirage peut être vu lorsque l'air chaud et froid se rencontrent, qui ont des densités différentes. A la frontière de milieux de densités différentes, un rayon lumineux est réfracté, et l'on aperçoit un mirage.

Les nuages ne sont pas que des cotons-tiges qui bloquent le soleil. Ils ne sont pas moins beaux que les étoiles. Après avoir lu ce livre, vous verrez par vous-même.

Beaucoup d'entre nous, même dans notre enfance lointaine, ont posé au moins une fois une question similaire, pourquoi le ciel au-dessus de nous est-il bleu ? Après tout, la lumière qui nous vient directement du Soleil est en fait blanche, pas bleue. Cependant, en vieillissant, les gens ne se sont probablement pas désintéressés de cette question. Beaucoup n'hésiteraient pas à apaiser leur curiosité et à découvrir pourquoi le firmament est d'une teinte bleue.

Pourquoi le ciel est bleu : physique

Un physicien aidera à approfondir toutes les subtilités de ce problème, où les scientifiques ont longtemps compris les raisons et ont tout étudié en profondeur. On ne peut que goûter les fruits de leur travail minutieux.

Alors, commençons par ce qui distingue notre planète des autres - c'est la présence d'air que les organismes vivants peuvent respirer. Bien qu'il contienne de l'azote, de l'oxygène, du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau, diverses particules de poussières constamment en mouvement, il n'en reste pas moins absolument transparent. Mais d'un autre côté, la lumière du soleil a un grand nombre de couleurs, nous les connaissons comme les couleurs de l'arc-en-ciel. Chacune des sept couleurs a sa propre vague, son propre rayon, et elles sont toutes différentes en longueur.

Pour que la lumière du soleil atteigne la terre, elle doit traverser une énorme couche d'air. C'est lors du passage de la lumière dans l'air que les rayons commencent à se diffuser, et ce processus se produit plus intensément avec la couleur bleue. L'explication est très simple - la longueur d'onde de la lumière bleue est la plus courte. C'est ainsi que, du point de vue de la physique, le bleu du ciel s'explique.

La physique a répondu à notre question "pourquoi le ciel est bleu", mais qu'en est-il des nuages, car ils ont une teinte blanche, bien qu'ils soient dans l'air. Il serait logique de supposer que les rayons du soleil seront diffusés à travers les nuages de la même manière que lorsqu'ils traversent l'air. Mais cette question doit être abordée sous un angle légèrement différent.

Les nuages sont avant tout les plus petites particules d'eau qui se sont évaporées de la surface de la terre et qui sont regroupées en une masse gazeuse. Mais peu importe la taille de ces particules, elles seront toujours beaucoup plus grosses que les molécules d'air. C'est dans la taille des molécules que réside la réponse à cette question.

Comme nous le savons, les rayons du soleil, pénétrant dans l'atmosphère terrestre, rencontrent un obstacle sur leur chemin - l'air, qui ne peut être surmonté que par dispersion. Mais avec les nuages, cette méthode ne fonctionne pas tous à cause de la même taille des molécules. La lumière, rencontrant une micro-goutte d'eau, n'est pas réfractée, mais, au contraire, est réfléchie par sa surface.

Cela permet au rayon de soleil de rester dans sa palette de couleurs d'origine, c'est-à-dire le blanc, tout en colorant les molécules du nuage en blanc.

Par une belle journée d'été, il est si agréable parfois d'admirer les nuages blancs comme neige qui volent dans le ciel haut, 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 noire 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 ?

Que sont les nuages ?

Sans exception, tous les nuages sont énormes, atteignant parfois plusieurs dizaines de kilomètres, des accumulations des plus petites gouttelettes d'eau et cristaux de glace, se déplaçant par la force du vent au-dessus de la surface de la terre à une altitude de 0,5 à 30 kilomètres.

La taille microscopique des éléments nuageux - gouttes ou morceaux de glace - leur permet de rester longtemps dans l'air. Mais dès que les conditions sont créées pour l'agrandissement des éléments du nuage, ils deviennent trop lourds, coulent et tombent du nuage.

Les nuages sont :

- plumeux - se répandant dans le ciel sous la forme d'énormes plumes ou de rubans, droits ou incurvés;

- en couches - comme s'il s'agissait de plusieurs couches, empilées les unes sur les autres, souvent d'une teinte légèrement différente ;

- cumulus - rappelant d'énormes congères ou des morceaux de coton blanc, volant haut dans le ciel.

Ce sont les principales formes de nuages, dans la pratique, ils se combinent souvent 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 uniquement 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, s'élève, mais plus il s'éloigne du sol, plus il se refroidit. Les molécules d'eau, perdant de l'énergie, commencent à passer de l'état gazeux à l'état liquide en se condensant sous forme de gouttes.

Mais comme l'air qui s'est élevé est plus raréfié que la couche inférieure située près de la surface, les gouttelettes d'eau ne peuvent pas se condenser à des tailles suffisamment importantes et restent dans l'atmosphère sous forme de suspension, le plus petit aérosol de particules de glace liquide ou solide. Ce sont 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 morceaux de glace.

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 orageux" ... Nous savons tous que si un nuage sombre apparaît à l'horizon et s'approche de nous, il va bientôt pleuvoir. Il existe un lien très direct entre la couleur d'un nuage et sa capacité à répandre des gouttelettes 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 et peu dense. Par conséquent, la lumière du soleil les traverse presque sans entrave, comme à travers un abat-jour mat. L'impression d'une masse d'air blanche comme neige est créée, légère et rayonnante.

Lorsque, pour diverses raisons, le nuage descend à une hauteur de deux kilomètres ou moins, il devient plus dense et il est plus difficile pour les rayons du soleil de traverser son épaisseur.

Plus le nuage descend, plus il paraît sombre : il prend 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 les unes des autres. Cela conduit au fait que les gouttelettes d'eau augmentent en taille, ce qui nuit encore plus à la perméabilité à travers le nuage de lumière solaire. Il devient de plus en plus lourd et descend de plus en plus bas, et maintenant vient le moment où le nuage ne peut plus contenir les gouttes d'eau en lui-même, et elles commencent à tomber au sol.

Le processus de condensation se poursuit jusqu'à ce que le nuage devienne moins dense et commence à s'élever 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.

Les nuages de pluie et d'orage ont la densité la plus élevée, les gouttelettes d'eau dans lesquelles se sont déjà condensées presque au point d'être prêtes à se déverser sur le sol. C'est pourquoi un nuage de pluie semble lourd et noir et un nuage blanc et léger.

Si, en regardant par la fenêtre, vous voyez comment le ciel est couvert de nuages de plomb et vous ne pouvez pas comprendre la cause de ce qui s'est passé, alors ce n'est pas grave. Peut-être avez-vous simplement besoin de combler certaines lacunes dans vos connaissances ou de vous rafraîchir la mémoire pour savoir d'où viennent les nuages. Et même alors, il vous sera clair si cela vaut la peine de les craindre.

Que sont les nuages

Peu importe à quoi ressemblent les nuages dans le ciel, qu'ils soient presque transparents, comme un voile ou impénétrables, comme un nuage de plomb, ils sont tous constitués d'eau. Le fait est que lorsque l'air est chauffé, l'humidité à la surface de la terre prend un état gazeux et augmente, où, en raison de la température plus basse de l'air, elle se condense. Cependant, il y a un détail requis pour la formation des nuages, et c'est la poussière. Même au début du processus de leur formation, les molécules d'eau adhèrent à ses plus petites particules, après quoi des gouttes et des cristaux de glace se forment, qui seront à l'avenir de la pluie. Dans des conditions favorables à la croissance, les nuages gagnent du volume, s'alourdissent, s'enfoncent de plus en plus bas, et finalement leur contenu tombe sous forme de précipitations.

La hauteur des nuages peut varier de 100 m de la Terre à 30 km, selon les conditions météorologiques, le climat et le stade de leur développement. Mais ils se forment précisément à une altitude allant jusqu'à 14 km, entre les couches supérieures de la troposphère et la surface de la Terre. La hauteur à laquelle les nuages ne font que se former et se situent dans le futur dépend de leur type. Afin de comprendre enfin à qui appartiennent les nuages dits de plomb, passons à leur description.

Classification des nuages

En regardant le ciel, vous pouvez voir trois types de nuages :

Cirrus. En règle générale, ils sont blancs, comme d'énormes rubans, courbes ou droits, s'étalant dans le ciel. Ils sont situés à une altitude de 6 à 10 km, leur épaisseur varie de 100 m à 2 km et la structure est généralement cristalline.
En couches. Le nom parle de lui-même, les nuages de ce type semblent se superposer les uns aux autres en une couche soignée, alors qu'ils sont souvent de nuances différentes, ce qui les rend encore plus beaux. Ils sont situés à une altitude de 0,1-0,7 km, ont une épaisseur de 0,2-0,8 km, principalement d'une structure de gouttelettes.
Cumulus Ils ressemblent à de grandes congères blanches comme neige planant haut dans le ciel. Généralement à une altitude de 800-1500 m, une largeur de 100 m à 2 km.

Souvent, vous pouvez observer leurs combinaisons, telles que cirrostratus, stratocumulus, etc. Si votre regard est tombé sur un nuage de plomb, vous êtes probablement déjà devant un nuage stratiforme ou cumulonimbus. Il pourrait bientôt commencer à pleuvoir.

La raison de la formation d'un nuage de plomb

Tout le monde sait qu'il existe un lien direct entre la couleur des nuages et leur capacité à faire tomber la pluie. Si un nuage sombre apparaît à l'horizon, alors des précipitations sont susceptibles de tomber dans un avenir proche, et éventuellement accompagnées d'un orage. Mais parfois, la vue de nuages de plomb dans le ciel peut sincèrement étonner que même un adulte se pose une question sur la raison de leur apparition. En fait, ils ne sont pas différents des nuages ordinaires. Cela a juste créé les bonnes conditions pour leur croissance, après quoi, en raison du grand volume d'humidité et de la densité, ils ont absolument cessé de laisser entrer la lumière du soleil et semblent si intimidants. Parfois, l'air pollué affecte également, à cause duquel une grande quantité de suie, de poussière pénètre dans la composition des nuages et ils deviennent plus noirs. Et enfin, concernant les conditions nécessaires à la formation d'un nuage de plomb :

Instabilité de la masse d'air ascendante ;
La présence d'air chaud et froid (plus fréquent à la fin de l'été, au printemps et au début de l'automne).

Et tout ce qu'il faut faire quand il apparaît, c'est seulement pour se protéger d'être frappé par la foudre.