Новый физический фейерверк

ОТВЕТ • Сумеречный фиолетовый свет представляет собой комбинацию красного света, рассеянного в нижних слоях атмосферы, и синего света, рассеянного в верхних слоях атмосферы. Красная составляющая — это солнечный свет, огибающий искривленную поверхность Земли и рассеивающийся в плотных нижних слоях воздуха. Почти вся его синяя составляющая теряется из-за рассеяния на молекулах воздуха, и когда такой свет наконец рассеивается в направлении наблюдателя, он преимущественно красный. Синяя составляющая — это солнечный свет, проделавший долгий путь в верхних слоях атмосферы, в том числе в озоновом слое. На этом пути красная составляющая солнечного света почти полностью поглощается молекулами озона, и когда такой свет рассеивается в направлении наблюдателя, в нем доминирует синий свет. Таким образом, когда вы смотрите на небо над тем местом, где зашло солнце, комбинация красного и синего света воспринимается как фиолетовый цвет. В некоторых местах после захода солнца такой свет освещает вершины гор. Это называют отблеском солнца на вершинах гор, а метеорологи используют термин свечение Альп.

Второе, более позднее фиолетовое свечение в сумерках появляется редко. Его природа до сих пор не понятна. Возможно, оно объясняется рассеянием света на все еще освещаемых солнцем частицах в верхних слоях атмосферы. Такой разреженный слой частиц, образовавшихся из обломков комет и астероидов, захваченных Землей, имеется на высоте около 85 км.

6.146. Рябь на небе

Несколько раз появлялись сообщения о наблюдении на облаках чередующихся темных и светлых полосок. В некоторых случаях такая рябь выглядела случайной, а иногда напоминала волны. Во время Второй мировой войны, ведя бои в районе Западного вала[82], американские военные замечали темные тени, плывущие поверх белых перистых облаков. Эти тени напоминали арки с центром в расположении немцев.

С чем могли быть связаны эти явления?

ОТВЕТ • Пока непонятно, как объяснить появление ряби. Считается, что она связана со звуковыми волнами, проходящими через кристаллики льда в облаках. Поскольку звука американские военные не слышали, вероятно, его источник находился далеко. Это могли быть удары тяжелой артиллерии или массированная бомбардировка за линией обороны противника. Звуковая волна ненадолго переориентирует кристаллики, изменяя яркость отраженного от них света. Согласно другой теории, звуковая волна очень быстро меняет степень конденсации в облаке, изменяя тем самым яркость облака вдоль движущегося возмущения.

6.147. Линия на фоне дождя вдалеке

Если при ярком солнце посмотреть на идущий вдалеке дождь, можно заметить горизонтальную линию, отделяющую более высокую и яркую область от более низкой и темной. С чем связано появление такой линии?

ОТВЕТ • Обычно температура воздуха уменьшается с высотой, а горизонтальная линия отмечает высоту, на которой падающие кристаллики льда начинают плавиться и превращаются в дождевые капли. Поскольку кристаллики отражают больше света, чем капли воды, область над линией выглядит ярче, чем под ней.

6.148. Ясная ночь

Если место, где вы живете, не освещает ночью рассеянный посторонний свет, вы можете заметить, что ночи бывают необычайно ясными, даже когда на небе нет луны. Иногда такие ночи связывают со звездопадом — метеорными потоками[83], полагая, что падающие осколки комет и астероидов освещают небо. Но сгорание метеора в небе происходит слишком быстро и не может служить дополнительным источником света. Есть ли еще какие-то причины, по которым безлунные ночи могут быть такими светлыми?

ОТВЕТ • Когда метеор проходит через атмосферу на высоте примерно 90 км, он разогревает воздух на своем пути. На разогретых участках образуется окись азота, которая затем, взаимодействуя с кислородом, образует двуокись азота. При этой реакции происходит испускание света в диапазоне длин волн, соответствующих зеленому, желтому и красному цветам. Привыкшие к темноте глаза чувствительны к такому свету. То есть поток метеоров может придать небу дополнительное свечение.

6.149. Зодиакальный свет, противосияние и другие ночные огни

Темной безлунной ночью вдали от городских огней на небе можно увидеть два необычных светлых пятна. Зодиакальный свет — это треугольник молочного цвета. Его можно видеть на западе в течение нескольких часов после захода солнца или на востоке до рассвета. Вечером такой свет лучше всего виден во время весеннего равноденствия, а утром — во время осеннего равноденствия. Вытянутый треугольник зодиакального света в плоскости обращения Земли вокруг Солнца почти сравним по яркости с Млечным Путем.