چرا خورشید هنگام غروب قرمز و نارنجی می شود

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: چرا خورشید هنگام غروب قرمز و نارنجی می شود

زیبایی خورشید در شامگاه بسیار جالب و دیدنی است اما کسانی که در شهرها زندگی می کنند از این زیبایی بی بهره هستند. بی گمان همة افراد چندین بار غروب خورشید را در کوهستان، کویر، کنار دریا و یا در مزرعه ای دیده اند و محو تماشای هنرنمایی و چیره دستی طبیعت در ترکیب رنگ ها شده اند.

زیبایی خورشید در شامگاه بسیار جالب و دیدنی است اما کسانی که در شهرها زندگی می کنند از این زیبایی بی بهره هستند. بی گمان همة افراد چندین بار غروب خورشید را در کوهستان، کویر، کنار دریا و یا در مزرعه ای دیده اند و محو تماشای هنرنمایی و چیره دستی طبیعت در ترکیب رنگ ها شده اند. اگر از جنبه هنری و ادبی زیبایی غروب خورشید بگذریم و از لحاظ علمی این پدیده را بنگریم درک این زیبایی بطور حتم دوچندان خواهد شد.
هنگام غروب نور خورشید باید از بین توده ای از هوا و ذرات معلق در آن عبور کند این عامل سبب می شود که خورشید تار و قرمز به نظر برسد. میزان رنگ پذیری به خود هوا یا تا اندازه ای به آئورسلها (Aerosols) و ذرات معلق در هوا بستگی دارد. مقدار جذب و قرمز شدن ناشی از مجموع اثر جذب واقعی بخار آب، ازون و همچنین پراکنش ناشی از گازهای جوی، آئروسل ها و ذرات غبار است. آئروسل ها تجمعات کوچکی از گازها و مایعات هستند که اطراف هسته های متراکم بسیار ریزی مثل ذرات غبار به هم فشرده شده اند.
آئروسل ها بقدری کوچک هستند که به مدت طولانی در جو به صورت معلق می مانند. این ذرات به کندی رشد می کنند وقتی سنگین می شوند همراه با ذرات غبار درشت تر به خارج از جو یعنی بر روی زمین فرومی ریزند و ذرات آئروسل جدید تشکیل شده بطور پیوسته جای آنها را می گیرند.
بخار آبی که باعث جذب واقعی در بعضی نوارهای طول موج طیف می شود گاهی نوارهای بارانی نامیده می شوند به این دلیل که نوارهای باران اغلب نوار قرمز را جذب می کنند و تمرکز زیاد آب سبب می شود که آسمان متمایل به سبز جلوه دهد.
ازون نوارهای پخشی ضعیفی در رنگ سبز و نوارهای پخشی قوی تر در ماورای بنفش دارد. دلیل اصلی آن که خورشید هنگام غروب به رنگ سرخ درمی آید این است که معمولاً بیشتر آئروسل ها و گازهای جوی نور آبی را قوی تر و شدیدتر از نور قرمز پخش می کنند. نور قرمز خورشید به چشم وارد می شود اما نور آبی آن در تولید رنگ آبی آسمان از بین می رود. ازون نیز به این پدیده کمک می کند.
حدود ۸۰ درصد جو را گازهایی چون نیتروژن تشکیل می دهد. پراکندگی بواسطه این گاز به شدت طول موج بستگی دارد و به سمت نورآبی پیوسته در حال افزایش است. این پراکندگی به افتخار لردریلای که اولین بار توضیح ریاضی این پدیده را ارائه داده پراکندگی ریلای نامیده می شود. حدوداً نیمی از علت آبی بودن آسمان به دلیل پراکندگی ریلای و نیمی دیگر به علت پراکندگی ائروسل، ازون و جذب ایجاد می شود.
در آب و هوای صحرایی بخار آب کمتری وجود دارد بنابراین کمترین مقدار آئروسل در آن وجود دارد و به این خاطر آسمان کاملاً آبی بنظر می رسد. در آب و هوای شهری در مقایسه با آسمان صحرایی آسمان متمایل به سفید همراه با ته رنگ آبی کم رنگ است. در هنگام روز میدان دید افق نشانة خوبی است از مقدار قرمزی که در غروب خورشید در آن شامگاه دیده خواهد شد.
شدت نور خورشید از طلوع تا هنگام ظهر افزایش یافته و از هنگام ظهر تا هنگام غروب بتدریج افت می کند. از دید چشم ما خورشید در تمام روز تا هنگام غروب درخشندگی ثابتی دارد. کسی که موقع اعتدالین در ناحیة بیابانی به سمت غرب رانندگی کرده باشد می تواند درست در لحظة غروب تیره شدن درخشش خورشید را به چشم ببیند. دلیل اینکه بین چشم و فیلم عکاسی اختلاف وجود دارد این است که چشم بطور لگاریتمی عکس العمل نشان می دهد ولی فیلم عکاسی بصورت خطی.
یک تغییر بینایی به مقدار یک درجه از درخشندگی برابر با ۱۰ درجه تغییر در روی فیلم عکاسی است این یکی از علت های باارزش سیستم تنظیم دیافراگم دوربین عکاسی در گرفتن یک عکس خوب است. تنظیم خودکار چشم با درخشندگی منظره ممکن است مورد دیگری از قضاوت اشتباه را پدید آورد که این عمل را می توان از یک سیستم جمع آوری انرژی خورشید انتظار داشت. یک روز مه آلود یا پرغبار ممکن است به روشنایی یک روز صاف به نظر برسد. این خطای بینایی تقریباً به این علت است که آسمانی که ما هر روز می بینیم ناحیة نزدیک به افق است. خورشید در آسمان صاف درخشنده است و سایه ها واضح و مشخص هستند در حالیکه این آسمان افق مایل به سفید روشن است. در روزهایی با آسمان صاف سیستم جمع آوری انرژی خورشید عالی کار می کند ولی در روزهای ابری انرژی مفید زیادی جذب نخواهد کرد زیرا سیستم جمع آوری انرژی خورشید نیز مانند فیلم عکاسی در مقایسه با چشم ما که لگاریتمی عمل می کند تقریباً خطی است.گاهی خورشید در هنگام غروب در حال فرورفتن به زیر ابرها دیده می شود اما هیچ رنگ آمیزی جالبی روی ابرها دیده نمی شود این بدان علت است که فواصل خالی در بین ابرها بقدری نیست که نور خورشید از میان آنها به ابرها برسد.
در برخی جاها غروب خورشید از طلوع آن زیباتر و در برخی جاهای دیگر برعکس است بدین سبب که به محل قرار داشتن ابرها بستگی دارد. در هر ناحیه ویژگی و وضعیت هوای محلی تأثیر زیادی بردرخشندگی خورشید در هنگام طلوع یا غروب دارد.
در شهرها نمی توان به خوبی از غروب در آسمان صاف لذت برد ولی مواقعی است که امکان داردخورشید هنگام غروب، هوای کثیف و آلوده به گرد و غبار را نیز بطور ظریفی رنگی جلوه دهد.
وقتی که آسمان صاف است در هنگام غروب، افق غربی زرد روشن است که در میان رنگ آبی آسمان روز محو می شود. وقتی سایة زمین از سمت الرأس گذشته و در آسمان غربی است، اغلب لکة زرد کم رنگ یا متمایل به صورتی می توان مشاهده کرد که بصورت پوشش دایره ای به ۲۰ تا ۳۰ درجه بالای محل خورشید در زیر افق می رسد.
رنگ هایی که خورشید در هنگام غروب به خود می گیرد همراه با تابش شفق ممکن است تا حدی برسد که دورنمایی پوشیده از برف را رنگی نشان دهند. زمانیکه خورشید از سطح افق پایین تر می رود و خط مرزی بین شفق و شب در قسمت غرب ناپدید می شود، سبز گوگردی تابش زرین را به سمت افق می راند. در جهت غرب اگر آن طرف افق صاف باشد نزدیک مرز نور و سایه ممکن است لکه های سرخ رنگی دیده می شود.
اکنون روشن ترین ستاره ها در بالای افق غربی دید، این منظره یکی از جالب ترین مناظر زیبا و آرام بخش در طبیعت خواهد بود. اندکی پس از غروب خورشید، نور آبی که از ناحیة روشن جو می رسد هنوز در حدی است که با نور خورشید رسیده از حاشیة پایین ناحیة روشن درهم می آمیزد و نور ارغوانی نسبتاً کمیابی را ایجاد می کند. برای دیدن این نور ارغوانی هنگام غروب خورشید در یک آسمان صاف، یعنی حدوداً ۱۲ دقیقه پس از غروب به ۲۰ تا ۳۰ درجة بالای افق غربی باید نگاه کرد.