أسباب تغير لون السماء في أوقات مختلفة من اليوم

أسباب تغيير لون السماء

يشهد لون السماء تغيرات ملحوظة خلال أوقات غروب الشمس وشروقها، حيث تتجلى ألوان مختلفة وعظيمة في توصيفها، وأحيانًا تظهر مجموعة من الألوان في الوقت ذاته، متداخلة فيما بينها. يُعزى هذا التغير في لون السماء خلال النهار، وخاصة في فترة الشروق والغروب، إلى ظاهرة تُعرف بالتشتت. سنقوم بتوضيح هذه الظاهرة وآلية حدوثها وأسبابها كما يلي:

ظاهرة التشتت

تُعتبر ظاهرة التشتت (بالإنجليزية: Scattering) من الظواهر الكونية التي تتسبب في انحراف موجات الضوء الموجودة في الأشعة الشمسية في اتجاهات متعددة. تم اكتشاف هذه الظاهرة بواسطة الراصد الجوي ستيفن أكرمان (بالإنجليزية: Steven Ackerman) في جامعة ماديسون بولاية واشنطن، وقد ساهم هذا الاكتشاف في تفسير العديد من الظواهر الكونية في مجالات متنوعة.

تمكّن العالم ستيفن من استخدام نظرية التشتت لشرح ظهور الألوان المختلفة في سمائنا، حيث تُصدر الشمس أشعة ذات طبيعة موجية تصل إلى الغلاف الجوي، الذي يحتوي على جزيئات صغيرة الحجم مثل الغبار. تتفاعل هذه الجزيئات مع الأشعة، مما يؤدي إلى تشتت وانحراف الضوء.

العوامل المؤثرة في التشتت

ثمة عاملان رئيسيان يؤثران على حدوث التشتت، مما يسبب تغيير لون السماء وظهورها بألوان متنوعة ومتداخلة في أوقات مختلفة من اليوم. وهذان العاملان هما:

• الطول الموجي

يتشتت الضوء ذات الأطوال الموجية الكبيرة بشكل أكبر مقارنةً بالأمواج القصيرة عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، مما يجعل السماء تظهر باللون الأزرق. وعندما تقترب الشمس من الأفق، يكون تشتت الأطوال الموجية الطويلة أقل، كالأشعة الحمراء التي تمثل الأطوال الموجية الأكبر.

• حجم الجسيم الذي تسقط عليه الأشعة الضوئية.

آلية حدوث التشتت

تُشع الشمس ضوءًا أبيض إلى الأرض، وعند وصول هذه الأشعة إلى الغلاف الجوي، تصطدم بالجزيئات المكونة له والجسيمات وقطرات الماء. هذه الاصطدامات تُنتج انكسارًا للضوء، مما يؤدي إلى انبعاث أشعة بألوان متنوعة.

خلال فترات الغروب والشروق، تقترب الشمس من الأفق، مما يجعل الأشعة الشمسية تمر عبر عدد أكبر من الجسيمات مقارنة بفترة الظهيرة. في هذه الحالة، يتم تشتت اللونين الأزرق والبنفسجي بعيدًا، بينما تظهر الألوان الأخرى كالأصفر والبرتقالي والأحمر بشكل أكثر وضوحًا.

تتمتع هذه الألوان بميزة السفر عبر مسافات طويلة في الغلاف الجوي، متفوقة على الألوان الأخرى. تنتقل أشعة الشمس على شكل موجات، حيث يمتلك كل نوع موجة ترددًا وطولًا موجيًا خاصًا بها. يُعتبر اللون الأحمر هو صاحب الطول الموجي الأكبر، بينما يُعد اللونين الأزرق والبنفسجي الأقل في الطول الموجي. يعود السبب وراء ظهور السماء باللون الأزرق في الأجواء الصافية إلى سطوع هذا اللون مقارنةً بالألوان الأخرى.