Оптические атмосферные явления – это явления, возникающие в результате воздействия окружающей среды на свет. Источниками света могут быть Солнце, Луна, ионизированный воздух верхних слоев атмосферы. Существует множество оптических атмосферных явлений, как часто встречаемых, так и не знакомых большинству людей.
Из-за чего возникают оптические атмосферные явления?
Рассеивание – общий физический процесс, где некоторые формы излучения, типа света, звукa, или перемещения частиц, вызывают отклонения перемещений от прямой траектории одним или более ограниченными неоднородностями в среде, через которую эти явления проходят.
Преломление – изменение направления распространения оптического излучения при его прохождении через границу раздела двух сред. Дифракция – огибание лучами света границы непрозрачных тел (экранов), проникновение света в область геометрической тени.
Примеры оптических атмосферных явлений:
Радуга Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов. В результате белый свет разлагается в спектр (происходит дисперсия света). Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по концентрическим окружностям (дугам).
Гало
Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как фонарь или уличные
огни. Существует множество типов гало и вызваны они преимущественно
ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5—10 км в верхних слоях тропосферы. Вид гало зависит от формы и расположения кристаллов. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает гало похожим на радугу. Интересна особенность большого 46-градусного гало — оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета.
Брокенский призрак
Брокенский призрак чаще всего появляется, когда Солнце светит из-за альпиниста, смотрящего вниз в туман. Тень альпиниста идёт сквозь туман. Кажущееся увеличение размеров тени — оптическая иллюзия, объясняемая тем, что наблюдатель соизмеряет свою тень, лежащую на относительно близких облаках, с далекими объектами поверхности, видимой сквозь просветы в облаках; или когда невозможно сориентироваться в тумане и соизмерить размеры. Кроме того, тени попадают на капли воды, находящиеся на различных расстояниях от глаза, что нарушает восприятие глубины.
Брокенский призрак зачастую окружен светящимся кольцами разного цвета – глорией. Они появляются прямо напротив Солнца, когда солнечный свет отражается от облаков, состоящих из капель воды одинакового размера. Эффект обусловлен дифракцией света.
Световой столб
Один из самых частых видов гало, представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца во время его заката или восхода. Световой столб возникает, когда солнечный свет отражается от поверхностей мельчайших ледяных кристаллов, представляющих собой ледяные пластинки или стержни с шестиугольным сечением, находящихся в воздухе. Такие кристаллы образуются в высоких перистых облаках, наиболее часто в перисто-слоистых. При низких температурах подобные кристаллы также могут образовываться и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, световые столбы чаще наблюдаются в холодное время года. При формировании светового столба свет отражается либо от верхней или нижней поверхности ледяной пластинки, либо от торцов или граней ледяного стержня.
Другие оптические атмосферные явления:
- Антигелий
- Астрономическая рефракция
- Венцы
- Глория
- Дымка
- Зарево
- Зарница
- Зелёный луч
- Зенитная дуга
- Ложная луна
- Лунная радуга
- Мираж
- Норвежская спиральная аномалия
- Округло-горизонтальная дуга
- Перламутровые облака
- Полоса Александра
- Полярное сияние
- Пояс Венеры
- Противосумеречные лучи
- Рэлеевское рассеяние
- Серебристые облака
- Собственное свечение атмосферы
- Сумеречные лучи
- Туманная радуга
- Фата-моргана
- Эффект Новой Земли
Источник
