Погода интересует всех

На земной поверхности яркость и окраска различных объектов при безоблачном небе зависят главным образом от высоты солнца над горизонтом. Еще до восхода солнца слои атмосферы освещаются его лучами. Молекулы атмосферных газов рассеивают эти лучи — возникает явление сумерек. Во время восхода и захода лучи солнца проходят в атмосфере очень длинный путь. При этом более коротковолновая часть солнечной радиации поглощается и рассеивается твердыми частицами, содержащимися в атмосфере; до земной поверхности доходит в основном лишь длинноволновая часть солнечного света, т. е. красные лучи. При значительной высоте солнца преобладает наиболее сильно рассеивающаяся коротковолновая радиация, а именно синие и голубые лучи. Это преобладание тем сильнее, чем меньше пылинок и молекул водяного пара содержится в воздухе.

Как уже говорилось, водяной пар, углекислый газ и озон, входящие в состав атмосферы, обладают способностью поглощать волны в отдельных участках спектра солнечной радиации. В инфракрасной области радиацию поглощает главным образом водяной пар, а в ультрафиолетовой — озон. Однако это поглощение не оказывает влияния на яркость и цвет неба, так как та и другая области спектра невидимы для человеческого глаза.

Небо часто бывает закрыто облаками, окраска которых тоже определяется отражением и поглощением света. Рассмотрим, например, грозовое облако, находящееся в 10 км от наблюдателя, стоящего спиной к солнцу. Громоздящиеся облачные горы очень красивы. Вершины их, образованные из ледяных кристаллов, отражают яркие солнечные лучи без особого поглощения и рассеивания. Этот ледяной облачный слой напоминает большой белый платок, растянутый на темном вечернем небе. Окраска более низких частей облаков меняется от белой через желтую до красной, так как более коротковолновая часть солнечного света поглощается и рассеивается сильнее. Нижняя поверхность облака кажется совершенно черной. Прямые солнечные лучи совсем ее не освещают, а рассеянной радиации недостаточно для освещения. Но совершенно иначе выглядит облако, если оно располагается между наблюдателем и солнцем. В этом случае солнечные лучи, приходящие к наблюдателю, должны сначала пройти сквозь всю толщу облака. В облаке они так сильно поглощаются, что на фоне яркого неба оно кажется почти черным.

Следовательно, не существует никакого специфического цвета облаков. Совершенно черное облако вовсе не обязательно дает дождь, а настоящее грозовое облако, находясь у горизонта, может иметь безобидный белый цвет. Цвет облака ни в коей мере не может быть признаком выпадения осадков и зависит главным образом от местоположения наблюдателя. Это свидетельствует о том, насколько ошибочны такие распространенные народные приметы погоды: «Белые облака землю не смачивают» или «Вечерняя заря — к хорошей погоде». Яркая вечерняя заря действительно может быть предвестником хорошей погоды, но только в том случае, когда она является результатом поглощения солнечных лучей примесями при устойчивом состоянии атмосферы. Облака циклона, движущегося с Атлантического океана, тоже могут дать в вечерние часы великолепную зарю. Однако уже через несколько часов из таких облаков начнут выпадать осадки. Специалист метеоролог хорошо различает оттенки зари. Обыватель же большей частью считает любую яркую зарю предвестником хорошей погоды.

Рассеяние и поглощение света в облаках порождают еще одно очень интересное явление — дифракцию солнечных лучей. Свет Солнца или Луны разлагается облачными каплями на отдельные лучи спектра, что порождает в облаках слоистых форм светлое кольцо, в центре которого находится Солнце или Луна. Это явление называется венцом. В средние века венец считали предвестником эпидемии чумы или других болезней. Само собой разумеется, что венец вокруг Солнца или Луны, представляющий собой оптическое явление, не может нести болезнетворных бацилл и микробов. Однако венцы часто возникают в облаках, наблюдающихся в воздушных массах субтропического происхождения, а эти массы всегда наиболее запылены, т. е. содержат наибольшее количество различных примесей, в том числе и вредных для здоровья человека. Вот почему, когда после длительных холодных периодов на смену арктическому воздуху приходит тропический, действительно увеличивается количество инфекционных заболеваний. Исследование атмосферных примесей, в том числе и вредных для человека, началось сравнительно недавно. Поэтому неудивительно, что в средние века, когда причины массовых инфекционных заболеваний еще не были известны, их пытались «объяснить» оптическими явлениями в атмосфере.

Брокенский призрак и условия его возникновения. Солнечные лучи проектируют тень наблюдателя на пелену тумана.