Diffúz égbolt sugárzás

A diffúz égbolt sugárzás olyan napsugárzás , amely azután éri el a Föld felszínét , hogy azt molekulák vagy szilárd részecskék szétszórták a légkörben . A légkörben szétszóródó összes napsugárzás körülbelül kétharmada diffúz sugárzásként éri el a Földet (ha a Nap magasan a horizont felett van, a beeső sugárzás legalább 25%-a szóródik).

A légkörben a fényszórás fő mechanizmusai ( Rayleigh scattering , Mie scattering ) rugalmasak, vagyis amikor ez bekövetkezik, a sugárzás iránya a hullámhossz megváltoztatása nélkül változik.

Miért kék az ég?

Az ég kéknek látszik, mert a levegő jobban szórja a rövid hullámhosszú fényt , mint a hosszú hullámhosszú fényt. A Rayleigh-szórási intenzitás a léggázmolekulák számának a fény hullámhosszával arányos térfogatú ingadozása miatt arányos -val , ahol a hullámhossz, vagyis a látható spektrum ibolya része körülbelül 16-szor erősebben szóródik, mint a vörös . Mivel a kék fény hullámhossza rövidebb, a látható spektrum végén jobban szóródik a légkörben, mint a vörös. Emiatt az égboltnak a Nap irányán kívül eső része kék színű (de nem lila, mivel a sugárzás intenzitása a napspektrumban egyenetlen, és az ibolya spektrumban kisebb az intenzitás, ill. amiatt is, hogy a szem kevésbé érzékeny az ibolyára és jobban a kékre, ami nemcsak a retina kékre érzékeny kúpjait irritálja , hanem a vörös és zöld fényre érzékeny kúpokat is). ${\displaystyle 1/\lambda ^{4))$ $\lambda$

Napnyugtakor és hajnalban a közvetlen napfény érintőlegesen terjed a földfelszínre, így a fény által megtett út a légkörben sokkal hosszabb lesz, mint nappal. Emiatt a kék, sőt a zöld fény nagy része oldalra szóródik a közvetlen napfénytől, így a közvetlen napfény, valamint az általa megvilágított felhők és a horizont közelében lévő égbolt vörös tónusokkal festett .

A légkör eltérő összetétele esetén, például más bolygókon, az égbolt színe, beleértve a naplementét is, eltérő lehet. Például a Marson az égbolt színe vöröses-rózsaszín [1] .

A szórás és az abszorpció a fő oka annak, hogy a légkör fényintenzitása csökken. A szórás a szóródó részecske átmérőjének és a fény hullámhosszának arányának függvényében változik . Ha ez az arány kisebb, mint 1/10, Rayleigh-szórás lép fel, amelyben a szórási együttható arányos -val . A szóródó részecskék méretének a hullámhosszhoz viszonyított nagyobb aránya esetén a szórási törvény a Gustave Mi egyenlet szerint változik ; ha ez az arány 10-nél nagyobb, a geometriai optika törvényei kellő pontossággal alkalmazhatók a gyakorlatban . ${\displaystyle 1/\lambda ^{4))$

felhős égbolt alatt

Felhős időben a közvetlen napfény nagy része nem éri el a talajt. Ami átjön, azt a levegőben lebegő vízcseppek törik meg. Sok csepp van, és mindegyiknek megvan a maga alakja, és ezért a maga módján megtörik. Vagyis a felhők fényt szórnak az égből, és ennek eredményeként fehér fény éri a földet. Ha a felhők nagyok, akkor a fény egy része elnyelődik, és az égbolt színe szürke.

A szórás során a sugárzás spektrális összetételében nem sokat változik: a felhőkben a vízcseppek nagyobbak, mint a hullámhossz, így a teljes látható spektrum (a vöröstől az ibolyaszínig) megközelítőleg egyformán szóródik. A sugárzás intenzitása (becslések szerint) a közvetlen napfény intenzitásának 1/6-ától a viszonylag vékony felhők esetében a legvastagabb zivatarfelhők 1/1000-éig terjed.

kiindulási pontok

Mivel a Rayleigh-szórásban a szórt fény teljesen vagy részben polarizált (a szórási szögtől függően), ezért az égi féltekén négy olyan pont van, amelyekből a sugárzás polarizálatlan .

A felfedezőről elnevezett Arago (A) pont köd és köd hiányában az antiszoláris pont felett 20°-kal, ködös levegőben pedig magasabban helyezkedik el. Ezért helyzetének megfelelően a légkör ködösödésének mértékét határozzák meg.
A Babinet által 1840-ben felfedezett Babinet- pont (Ba) a Nap felett 15°–20°-kal található, de a napkorong közelsége miatt nehezen megfigyelhető.
A Brewster által 1840-ben felfedezett Brewster- pont (Br) a Nap alatt 15–20°-kal található, de a napkorong közelsége miatt nehéz megfigyelni.
A negyedik pont (IV) nyitott, ha nagy magasságú repülőgépről figyeljük. 20°-kal az antiszoláris pont alatt található.

Fénykép

Kék ég, fehér felhők.
Napnyugta. A vörös ég a nap közelében kékre fakul tőle távol.
Felhős ég. Az ég kék színe eloszlik a ködben, de nem teljesen. Innen a kékes árnyalat
Az eget szürke felhők borították .
Naplemente a Marson .

Lásd még

Megjegyzések

↑ Kathy Miles. The Martian Sky: Stargazing from the Red Planet (angol) . Csillagos égbolt. Letöltve: 2012. október 24. Az eredetiből archiválva : 2012. november 3..