Beaucoup d'entre nous, même dans la petite enfance, au moins une fois, mais ont posé une question similaire, pourquoi le ciel au-dessus de nous est-il bleu ? Après tout, la lumière qui nous parvient directement du Soleil est en fait blanche, pas bleue du tout. Cependant, en vieillissant, les gens ne se sont certainement pas désintéressés de cette question. Beaucoup n'hésiteraient pas à apaiser leur curiosité et découvriraient encore pourquoi la voûte céleste est bleue.

Pourquoi le ciel est bleu : physique

La physique aidera à approfondir plus en détail toutes les subtilités de cette question, où les scientifiques ont depuis longtemps compris les raisons et ont tout étudié en profondeur. Nous ne pouvons que goûter les fruits de leur travail acharné.

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

Pour que la lumière du soleil atteigne la terre, elle doit percer une énorme couche d'air. C'est lors du passage de la lumière dans l'air que les rayons commencent à se disperser, et ce processus se produit plus intensément précisément avec le bleu. Ceci s'explique très simplement - 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 se disperseraient à travers les nuages exactement de la même manière qu'en traversant l'air. Mais cette question doit être abordée sous un angle légèrement différent.

Les nuages, tout d'abord, sont les plus petites particules d'eau qui se sont évaporées de la surface de la terre et se sont regroupées en une masse gazeuse. Mais peu importe la taille de ces particules, elles seront toujours beaucoup plus grosses qu'une molécule 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 sur leur chemin un obstacle - l'air, qui ne peut être surmonté que par diffusion. Mais avec les nuages, cette méthode ne fonctionne pas du tout à cause de la même taille des molécules. La lumière, rencontrant une micro-gouttelette d'eau, n'est pas réfractée, mais plutôt 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.

Si, en regardant par la fenêtre, vous voyez comment le ciel est couvert de nuages de plomb et que vous ne pouvez pas comprendre la raison de ce qui s'est passé, alors ça va. Peut-être avez-vous juste besoin de combler certaines lacunes dans vos connaissances ou de vous rafraîchir la mémoire afin de savoir d'où viennent les nuages en premier lieu. Et même alors, il vous sera clair s'il 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 faits d'eau. Le fait est que lorsque l'air est chauffé, l'humidité à la surface de la terre prend un état gazeux et monte vers le haut, où, en raison de la température de l'air plus basse, elle se condense. Cependant, il y a un détail nécessaire à la formation des nuages - 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 à l'avenir seront de la pluie. Lorsque les conditions sont favorables à la croissance, les nuages gagnent en volume, deviennent plus lourds, descendent de plus en plus bas et finissent par tomber 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 hauteur pouvant atteindre 14 km, entre les couches supérieures de la troposphère et la surface de la Terre. La hauteur à laquelle les nuages ne se forment et se situent que dans le futur dépend de leur type. Pour enfin comprendre à qui appartiennent les soi-disant nuages de plomb, passons à leur description.

Classement des nuages

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

Cirrus. En règle générale, ils sont de couleur blanche, comme d'énormes rubans, courbes ou droits, qui s'étendent à travers 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 à 0,7 km, ont une épaisseur de 0,2 à 0,8 km, principalement avec une structure en chute.
Cumulus. Ils ressemblent à de grandes congères blanches comme neige qui planent haut dans le ciel. Habituellement 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 vos yeux sont tombés sur un nuage de plomb, alors vous avez probablement déjà un stratonimbus ou un cumulonimbus devant vous. Peut-être qu'il pleuvra bientôt.

La raison de la formation des nuages de plomb

Tout le monde sait qu'il existe une relation directe entre la couleur des nuages et leur capacité à pleuvoir. Si un nuage sombre apparaît à l'horizon, il est probable que des précipitations tombent dans un avenir proche, et éventuellement accompagnées d'un orage. Mais parfois, la vue de nuages de plomb dans le ciel peut sincèrement frapper que même un adulte se posera des questions sur la raison de leur apparition. En fait, ils ne sont pas différents des nuages ordinaires. Juste des conditions propices à leur croissance, après quoi, en raison de la grande quantité d'humidité et de densité, ils ont absolument cessé de laisser entrer la lumière du soleil et semblent si impressionnants. L'air pollué affecte aussi parfois, à cause de quoi une grande quantité de suie, de poussière entre dans la composition des nuages, et ils deviennent plus noirs. Et enfin, en ce qui concerne les conditions nécessaires à la formation d'un nuage de plomb :

L'instabilité de la masse d'air s'élevant vers le haut;
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 juste pour se protéger d'un coup de foudre.

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

Pourquoi le ciel est-il bleu le jour ?

La lumière blanche - à savoir, elle rayonne du Soleil - se compose de sept parties du spectre de couleurs : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. La comptine connue de 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, de minuscules gouttes d'eau et de molécules de gaz. Au fil du temps, il y a eu plusieurs idées fausses essayant d'expliquer pourquoi le ciel est bleu :

l'atmosphère, constituée des plus petites particules d'eau et de molécules de divers gaz, laisse bien passer les rayons du spectre bleu et ne permet pas aux rayons du spectre rouge de toucher la Terre;
les petites particules solides - par exemple la poussière - en suspension dans l'air diffusent le moins les ondes bleues et violettes et, de ce fait, 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 les études du physicien anglais John Rayleigh ont montré que ce ne sont pas les particules solides qui sont la cause principale 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 ondes courtes (la composante bleue du spectre). Pour cette raison, après la diffusion, huit fois plus de couleurs du spectre bleu restent dans l'air que de rouges.

Bien que le violet ait la longueur d'onde la plus courte, le ciel apparaît toujours bleu en raison du mélange de longueurs d'onde 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 la palette de couleurs du ciel : l'atmosphère est littéralement remplie de rayons bleu-bleu.

Pourquoi le coucher de soleil est-il rouge alors ?

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

Par conséquent, le chemin qu'il emprunte dans l'atmosphère est beaucoup plus long que celui qu'il emprunte pendant la journée lorsque le Soleil est haut. De ce fait, le spectre bleu-bleu est absorbé dans une épaisse couche de l'atmosphère, n'atteignant pas la Terre. Et des ondes lumineuses plus longues du spectre rouge-jaune atteignent la surface de la Terre, colorant le ciel et les nuages dans les couleurs rouges et jaunes caractéristiques du coucher du soleil.

Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?

Abordons le sujet des nuages. Pourquoi y a-t-il des nuages blancs dans le ciel bleu ? Rappelons d'abord comment ils se forment. L'air humide, contenant de la vapeur invisible, se réchauffe près de la surface de la terre, monte et se dilate du fait que la pression atmosphérique au sommet est moindre. En se dilatant, l'air 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 gouttelettes d'eau se forment, dont la fusion forme un nuage.

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

La beauté du ciel a été dépeinte plus d'une fois par des artistes, décrite par des écrivains et des poètes, même des personnes très éloignées de l'art regardent cet abîme séduisant, l'admirent, ne trouvant ni mots ni émotions suffisantes pour exprimer ces sentiments qui agitent le l'âme et l'esprit. La hauteur attire une personne dans n'importe quel rôle, elle est belle avec sa surface bleu cristal, non moins attrayante sont ses flots bouillonnants de nuages blanc-gris, remplacés par la lumière entrecoupée de cirrus ou de cumulus luxuriants "agneaux". Et peu importe à quel point le ciel nuageux peut paraître mélancolique, enveloppant de sa profondeur, assourdissant et écrasant de toute sa masse, il provoque également une tempête d'émotions et d'expériences, jetant des pensées sur une vague spéciale.

La beauté est vue par le spectateur

Chaque personne perçoit le monde différemment. Pour certains, c'est sombre et gris, tandis que d'autres, au contraire, n'y voient qu'une planète épanouie, verte, pleine de couleurs. Nous apprécions également les cieux au-dessus de nos têtes différemment. Si nous prenons en compte une personne ayant une perception ordinaire des couleurs, elle verra le ciel comme on le croit généralement - bleu, gris, rosâtre au coucher du soleil, gris fumé à l'aube.

En fait, ces couleurs sont exactement ce que nos yeux et notre cerveau peuvent nous transmettre. Il est plus facile pour les gens de percevoir un ciel couvert comme gris. Par temps clair, nous avons un azur sans fin au-dessus de nos têtes, mais en fait, le dôme atmosphérique est plus proche d'une teinte violette, si vous le regardez du côté de la Terre.

Dans cette publication, nous découvrirons pourquoi le ciel par temps nuageux est gris et ce qui détermine la saturation de cette couleur, nous découvrirons également comment sa couleur change tout au long de la journée et de l'année et ce qui affecte ces processus.

Océan sans fond au-dessus

Sur le territoire des pays européens, le ciel pendant la saison chaude frappe généralement par sa richesse, parfois on peut en dire qu'il est bleu-bleu. Cependant, si vous accordez au moins une journée à ce qui se passe au-dessus de nos têtes et observez attentivement les processus naturels, vous pouvez remarquer une gradation de couleur qui change beaucoup du moment où le soleil se lève jusqu'au moment où il se couche complètement.

En été, le ciel semble si clair et visuellement haut en raison de la faible humidité, de l'absence d'un grand nombre de nuages qui, accumulant de l'eau, se rapprochent progressivement du sol. Par temps clair, notre regard ne regarde même pas à des centaines de mètres devant nous, mais à une distance égale à 1-1,5 km. Par conséquent, nous percevons le ciel comme haut et lumineux - l'absence d'interférences dans le trajet des rayons lumineux dans l'atmosphère garantit qu'ils ne sont pas réfractés et les yeux perçoivent sa couleur comme bleue.

Pourquoi le ciel change de couleur

Un tel changement est décrit par la science, mais pas aussi pittoresquement que par les écrivains, et s'appelle le rayonnement diffus du ciel. Si nous parlons dans un langage simple et accessible au lecteur, les processus de formation des couleurs des cieux peuvent être expliqués comme suit. La lumière émise par le soleil traverse la lame d'air autour de la Terre, elle la diffuse. Ce processus est plus facile avec des longueurs d'onde courtes. Lors de l'ascension maximale du corps céleste au-dessus de notre planète, en un point situé hors de sa direction, la couleur bleue la plus brillante et la plus saturée sera observée.

Cependant, lorsque le soleil se couche ou se lève, ses rayons passent tangentiellement à la surface de la Terre, la lumière qu'ils émettent doit parcourir un chemin plus long, ce qui signifie qu'ils sont beaucoup plus dispersés dans l'air que pendant la journée. . En conséquence, une personne perçoit le ciel dans des couleurs roses et rouges le matin et le soir. Ce phénomène est plus visible lorsqu'il y a un ciel couvert au-dessus de nous. Les nuages et les nuages deviennent alors très brillants, la lueur du soleil couchant les colore en de superbes

tonnerre d'acier

Mais qu'est-ce qu'un ciel couvert ? Pourquoi devient-il ainsi ? Ce phénomène est l'un des maillons du cycle de l'eau dans la nature. S'élevant sous forme de vapeur, les particules d'eau pénètrent dans la couche atmosphérique à une température plus basse. S'accumulant et se refroidissant à haute altitude, ils se combinent entre eux pour se transformer en gouttes. Au moment où ces particules sont encore très petites, de beaux cumulus blancs apparaissent à nos yeux. Cependant, plus les gouttes deviennent grosses, plus il y a de gris dans les nuages.

Parfois, en regardant le ciel à travers lequel nagent ces énormes «agneaux», vous pouvez voir qu'une partie d'entre eux est peinte en gris, tandis que d'autres acquièrent même une teinte de tonnerre d'acier. Cette transformation s'explique par le fait que les gouttes dans les nuages ont des tailles et des formes différentes, elles réfractent donc la lumière de différentes manières. Lorsque le ciel est complètement couvert, il est entièrement peint dans des tons gris souris, seule la lumière blanche nous parvient.

De vastes espaces enfumés

Il y a des jours où le ciel gris et couvert n'a pas une seule lacune. Cela se produit lorsque la concentration de nuages et de nuages est très élevée, ils enveloppent tout l'espace visuel au-dessus. Parfois, ils sont perçus comme une énorme masse pressante, prête à tomber sur la tête. De plus, ce phénomène se manifeste le plus particulièrement en automne et en hiver, lorsque la température de l'air est basse, mais que l'humidité, au contraire, est élevée et se situe au niveau de 80 à 90%.

Ces jours-là, les nuages sont très proches de la surface de la terre, ils ne sont situés qu'à cent ou deux mètres de celle-ci. La description d'un ciel couvert a souvent des notes mélancoliques et déprimantes, et cela est probablement dû aux sensations mêmes qui surviennent lorsque vous vous sentez seul avec cette carcasse sombre, prête à vous tomber dessus avec la pluie et le froid.

Et tout pourrait être différent...

Le ton du ciel dépend de l'intensité du rayonnement lumineux et des longueurs d'onde atteignant la planète, donc en hiver, même par temps clair, il est bleu bleuté. Mais plus le printemps est proche et plus la position du soleil est élevée, plus son bleu est brillant, en particulier les jours où la brume se dissipe dans la haute atmosphère, déformant la lumière.

Les scientifiques ont découvert que sur d'autres planètes, le ciel peut ne pas avoir les couleurs bleues et grises habituelles pour nous ; sur Mars, par exemple, il est rose même au plus fort de la lumière du jour.