أسباب تغير لون السماء
يتبدل لون السماء خلال فترات شروق الشمس وغروبها إلى مجموعة من الألوان الرائعة بدرجات متنوعة. في بعض الأحيان، يمكن رؤية ألوان متعددة تظهر في السماء في الوقت ذاته، مما يخلق تداخلًا رائعًا بين هذه الألوان. أساس هذا التغير في لون السماء أثناء النهار، وخاصة في فترات الشروق والغروب، يعود إلى ظاهرة تعرف باسم التشتت. سيتم توضيح هذه الظاهرة وآلية حدوثها والنقاط الأساسية التي تدعمها فيما يلي:
ظاهرة التشتت
التشتت (بالإنجليزية: Scattering) هو ظاهرة طبيعية تؤدي إلى تشتت موجات الضوء الصادرة من الأشعة الشمسية في اتجاهات مختلفة. وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة بواسطة الباحث في علم الأرصاد الجوية ستيفن أكرمان (بالإنجليزية: Steven Ackerman) في جامعة ماديسون بواشنطن، مما ساعد على تفسير العديد من الظواهر الطبيعية في مجالات متعددة.
تمكن ستيفن من خلال نظريته عن التشتت من توضيح كيفية ظهور الألوان المختلفة في سمائنا. حيث تطلق الشمس أشعة ذات طبيعة موجية تصل إلى غلافنا الجوي، الذي يحتوي على جزيئات صغيرة الحجم مثل الغبار. عند تفاعل هذه الجسيمات مع الأشعة، يحدث تناثر لها، مما يسفر عن هذا التغير في لون السماء.
العوامل المؤثرة في التشتت
يتوقف حدوث التشتت الذي يُؤدي إلى تغير لون السماء وظهورها بألوان متنوعة على عاملين رئيسيين، هما:
- طول الموجة:
تنكسر وتشتت الأمواج الضوئية ذات الأطوال الموجية الكبيرة بشكل أكبر من تلك ذات الأطوال الموجية القصيرة، خاصة عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق. لذا، نرى لون السماء غالبًا باللون الأزرق. بينما، عندما تقترب الشمس من الأفق، فإن تشتت الأمواج الطويلة مثل اللون الأحمر، الذي يمتلك أطول طول موجي، يكون أقل.
- حجم الجسيمات التي تسقط عليها أشعة الضوء:
آلية حدوث التشتت
تقوم الشمس بإشعاع الضوء الأبيض نحو الأرض، وفي مسار الأشعة الشمسية نحو الأرض لا تواجه أي عوائق. وعند دخول هذه الأشعة إلى الغلاف الجوي، تصطدم بالجزيئات المكونة له، مثل الجسيمات وقطرات الماء، مما يؤدي إلى انكسار الضوء. وبالتالي، يتم إنتاج أشعة بألوان متعددة.
خلال فترتي الغروب والشروق، تكون الشمس أقرب إلى الأفق، مما يتيح للأشعة الشمسية المرور عبر عدد أكبر من الجسيمات مقارنة بفترة الظهيرة عندما تكون الشمس بعيدة. نتيجة لذلك، تشتت الألوان الأزرق والبنفسجي بعيدًا خلال هاتين الفترتين، بينما تزداد بروز الألوان الأخرى مثل الأصفر والبرتقالي والأحمر.
تحجب هذه الألوان المسار الأطول في الغلاف الجوي، متفوقةً على الألوان الأخرى. تنتقل أشعة الشمس على شكل موجات، حيث يتمتع كل موجة بتردد وطول موجي خاص بها، ويمتاز اللون الأحمر بأنه صاحب أكبر طول موجي. أما اللونان الأزرق والبنفسجي، فهما الأقل طولًا، مما يفسر ظهور السماء بلون أزرق زاهٍ في الطقس الجيد، حيث يُعتبر هذا اللون الأكثر إشراقًا بين الألوان الأخرى.