تعد ظاهرة تغير لون السماء من الظواهر المثيرة للاهتمام التي واجهت العلماء منذ العصور القديمة، حيث كان الناس يشعرون بالقلق إزاء هذه التغيرات ويعزونها لأسباب خارجة عن إطار العلم.
إلا أن السبب العلمي الحقيقي وراء تغير لون السماء يتمثل في التفاعل بين ضوء الشمس والغلاف الجوي للأرض. فالضوء يأتي إلينا على هيئة موجات، ولكل لون طول موجة خاص يميزه عن غيره. لذلك، خصصنا هذا المقال للحديث عن العوامل التي تؤدي إلى تغير لون السماء.
أسباب تغير لون السماء
- يتغير لون السماء من شروق الشمس إلى غروبها، حيث تكتسب السماء ألوانًا زاهية متباينة، مثل البني المائل إلى الحمرة.
- تشمل هذه الألوان أيضًا البرتقالي، الأصفر، البنفسجي، والأحمر الدامي، ويمكن أن نلاحظ تداخل عدة ألوان في آن واحد.
- تعود هذه الظاهرة بشكل رئيسي إلى تأثير تشتت ضوء الشمس خلال النهار، وأيضًا خلال شروق الشمس وغروبها، لذا سنقوم بدراسة ظاهرة التشتت الضوئي بمزيد من التفصيل.
التشتت الضوئي
دعونا نوضح مفهوم التشتت الضوئي عبر النقاط التالية:
- تعتبر ظاهرة التشتت الضوئي من الظواهر الفيزيائية التي تسبب تشتيت الأمواج الضوئية الناجمة عن أشعة الشمس في اتجاهات مختلفة.
- تم اكتشاف ظاهرة تشتت ضوء الشمس على يد عالم الفلك ستيفن أكرومانمن جامعة ماديسون بواشنطن.
- ساهم هذا الاكتشاف في تقديم تفسيرات للعديد من الظواهر الفيزيائية في مجالات متنوعة.
- استطاع ستيفن أكرومان من خلال طرحه لنظرية التشتت الضوئي تفسير ظهور الألوان المختلفة في سمائنا خلال ساعات النهار.
- أوضح أن الشمس تُصدر أشعة ضوئية بخصائص موجية متنوعة، وعندما تصل هذه الأشعة إلى الغلاف الجوي للأرض.
- تتفاعل مع الجزيئات والذرات الموجودة فيه، كذرات الغبار، مما يسهم في تشتيت الأشعة الضوئية في اتجاهات متعددة.
العوامل المؤثرة في ظاهرة التشتت
تستند نظرية التشتت الضوئي، التي تؤدي إلى تغير لون السماء إلى ألوان متنوعة خلال اليوم، على عاملين أساسيين هما:
-
طول الموجات الضوئية: يختلف تشتت الأمواج الضوئية بناءً على موقع الشمس بالنسبة للأفق.
- عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، يكون تشتت الأمواج ذات الطول الموجي الكبير أكثر وضوحًا.
- مقارنة بتشتت الأمواج ذات الطول الموجي القصير، مما يفسر لنا اللون الأزرق السماوي للسماء في الفترات النهارية.
- بينما عند اقتراب الشمس من الأفق، أي أثناء الشروق والغروب، تتعكس حالة التشتت، حيث تتشتت الأمواج القصيرة بشكل أكبر، ويظهر اللون الأحمر القرمزي.
-
حجم الجسيمات المتواجدة في الغلاف الجوي: يلعب حجم الجسيمات دورًا كبيرًا في كيفية تشتت الأشعة الضوئية.
- كلما زاد حجم الجسيمات التي تمر بها الأشعة، زادت نسبة التشتت.
- أما إذا كانت الجسيمات صغيرة الحجم وعددها قليل، فإن التشتت سيكون أقل.
كيفية حدوث عملية التشتت الضوئي
يمكننا شرح ظاهرة تشتت ضوء الشمس عبر النقاط التالية:
- عند شروق الشمس، تصدر أشعة ضوئية بيضاء.
- تكون هذه الأشعة البيضاء خالية من أي تشتت أو انكسار أثناء سيرها في الفضاء نحو الأرض.
- ولكن عندما تقترب من الأرض وتخترق الغلاف الجوي الذي يحتوي على ذرات الغبار وقطرات الماء.
- تحدث عملية انكسار وتشتت للضوء الأبيض، مما يؤدي إلى تفككه وتحلله إلى عدة أشعة بألوان متنوعة.
- تكون الشمس في فترات الشروق والغروب أقرب إلى الأفق مقارنةً بفترات النهار.
- تكون كثافة الجسيمات التي تعبرها أشعة الشمس أكبر، مما يؤدي إلى تشتت اللونين الأزرق والبنفسجي بشكل ملحوظ، وبالتالي تظهر الألوان الأحمر، البرتقالي، والأصفر.
- تعمل هذه الألوان (الأحمر، الأصفر، والبرتقالي) ذات الطول الموجي الكبير على حجب الألوان الأخرى، مثل الأزرق والبنفسجي، خلال فترة الشروق والغروب. أما ظهور السماء باللون الأزرق السماوي في فترة الظهيرة.
- وخاصة في ظروف الطقس الجيدة، يكون نتاجًا لكون اللون الأزرق هو الأكثر إشراقًا ويتميز بقصر طوله الموجي.
تحول لون السماء إلى الأحمر الدامي في الصين
- تُعتبر ظاهرة تحول لون السماء إلى الأحمر الدامي، التي شهدها سكان المنطقة الشرقية من الصين يوم التاسع من مايو الماضي، حدثًا غير عادي أدخل الرعب في قلوب السكان.
- وقد أكدت هيئة الأرصاد الجوية أن هذه الظاهرة لا تستدعي القلق، حيث أنها تعد ظاهرة طبيعية نادرة.
- حيث لاحظ سكان مدينة تشوشان الساحلية في مقاطعة تشيجيانغ تحول سماءهم إلى الأحمر الدامي عند الغروب، مما أثار مخاوف من حدوث حريق.
- لكن المرصد الفلكي في المدينة طمأنهم بأن ذلك ناتج عن انكسار أضواء السفن المتواجدة في ميناء تشوشان.
- وأشارت صحيفة الغارديان البريطانية إلى أن الظروف الجوية في مدينة تشوشان كانت مناسبة لحدوث هذا النوع النادر من الانكسار الضوئي.
- حيث كانت السماء غائمة ومليئة بذرات الضباب، مما أدى إلى ظهور هذا اللون الأحمر غير المعتاد.
