تُعتبر ظاهرة تغيير لون السماء من المسائل التي أثارت اهتمام الفلكيين عبر العصور، حيث اعتاد الناس على الخوف من هذه التغيرات، وعزوها إلى أسباب غير علمية.
ومع ذلك، فإن السبب الحقيقي لتغير لون السماء يعود إلى التفاعل بين أشعة الشمس والغلاف الجوي للأرض. تنتقل هذه الأشعة إلينا في صورة موجات، وكل لون له طول موجي خاص يميزه عن الألوان الأخرى. لذا، خصصنا هذا المقال لاستعراض أسباب تغير لون السماء.
أسباب تغير لون السماء
- يرتبط لون السماء بتغيراته من شروق الشمس إلى غروبها، حيث تتلون السماء بألوان حيوية ومتنوعة، مثل البني المائل إلى الحمرة.
- كما يمكن رؤية الألوان البرتقالية والصفراء والبنفسجية والحمرة القانية، أحيانًا قد تتداخل عدة ألوان في السماء في ذات الوقت.
- تُعزى تغيرات لون السماء إلى سبب رئيسي وهو ظاهرة تشتت ضوء الشمس خلال النهار، وكذلك أثناء شروقها وغروبها. لذا، سنقوم بدراسة ظاهرة التشتت الضوئي بتفصيل أكبر.
التشتت الضوئي
سوف نتناول شرح ظاهرة التشتت الضوئي في النقاط التالية:
- تُعتبر ظاهرة التشتت الضوئي واحدة من الظواهر الكونية، حيث تتسبب في تغيير اتجاهات الأشعة الضوئية المنبثقة من الشمس.
- تم اكتشافها من قبل العالم الفلكي ستيفن إكرومان من جامعة ماديسون بواشنطن.
- ساعد هذا الاكتشاف في توفير تفسير للعديد من الظواهر الكونية عبر مجالات متعددة.
- تمكن إكرومان من استخدام نظرية التشتت الضوئي لتفسير ظهور الألوان المختلفة في سمائنا خلال النهار.
- حيث أوضح أن الشمس تُصدر أشعة ضوئية ذات طبيعة موجية متنوعة، وعند وصول هذه الأشعة إلى الغلاف الجوي للأرض،
- تتفاعل مع الذرات والجزيئات الدقيقة الموجودة، مثل ذرات الغبار، مما يساهم في تشتيت الأشعة الضوئية في اتجاهات متعددة.
العوامل المؤثرة في ظاهرة التشتت
تعتمد نظرية التشتت الضوئي التي تغير لون السماء إلى ألوان متعددة خلال اليوم على عاملين أساسيين وهما:
- طول الموجة الضوئية: يختلف تشتت الأمواج الضوئية بحسب موضع الشمس بالنسبة للأفق.
- عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، يكون تشتت الأمواج الضوئية الطويلة أكبر بكثير من تشتت الأمواج الضوئية القصيرة، وهو ما يفسر اللون الأزرق للسماء في معظم فترات النهار.
- بينما عند قرب الشمس من الأفق، أي خلال الشروق والغروب، يحدث العكس حيث يتشتت بشكل أكبر الأمواج القصيرة مما يعطي السماء لونًا أحمر قاني.
- حجم الجسيمات التي يسقط عليها الضوء: يؤدي حجم الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي إلى تأثير كبير على طبيعة تشتت الأشعة الضوئية.
- فكلما زاد حجم الجسيمات كلما زادت عملية التشتت، بينما إذا كان حجم الجسيمات أقل مع سرعة وكثافة منخفضة، يصبح التشتت أقل.
كيفية حدوث عملية التشتت الضوئي
سنقوم بشرح كيفية تشتت ضوء الشمس كما يلي:
- عندما تشع الشمس، تصدر أشعة ضوئية بيضاء.
- لا تعاني هذه الأشعة من أي تشتت أو انكسار أثناء تحركها في الفضاء نحو الأرض.
- لكن عندما تقترب من سطح الأرض وتخترق الغلاف الجوي المليء بذرات الغبار وقطرات الماء،
- تتعرض لعملية الانكسار والتشتت، مما يؤدي إلى تحليلها إلى ألوان مختلفة.
- تكون الشمس خلال الفترات الصباحية والمسائية أقرب إلى الأفق مقارنةً بفترة الظهيرة،
- حيث تكون سماكة الجسيمات التي تعبر خلالها أشعة الشمس أكبر، مما يؤدي لتشتت الألوان الزرقاء والبنفسجية بشكل كبير وبالتالي تظهر ألوان مثل الأحمر والبرتقالى والأصفر.
- تعمل هذه الألوان (الأحمر والأصفر والبرتقالي) ذات الأطوال الموجية الكبيرة على حجب الألوان الأخرى (الأزرق والبنفسجي) خلال هذه الفترة، مما يؤدي إلى رؤية السماء الزرقاء السماوية خلال فترة الظهيرة.
- وخصوصًا في الظروف الجوية الجيدة، يعد اللون الأزرق هو الأكثر إشراقًا وله أقصر طول موجي.
سبب تحول لون السماء إلى الأحمر القاني في الصين
- رصد سكان المنطقة الشرقية من الصين انكماش لون السماء إلى الأحمر القاني وذلك في التاسع من مايو الماضي، مما أثار استياء السكان.
- وقد أكدت هيئة الأرصاد الجوية والفلكية أنه لا داعي للقلق اذ أن هذا الحدث هو ظاهرة طبيعية نادرة.
- كما لاحظ سكان مدينة تشوشان الساحلية في مقاطعة تشيجيانغ الشرقية أن لون السماء تحول إلى الأحمر القاني عند الغروب، وخشي العديد من السكان أن يكون ذلك نتيجة حريق.
- ولكن، أعلن المرصد الفلكي بالمدينة أن تغير لون السماء إلى الأحمر القاني يعود إلى انكسار أضواء السفن في ميناء تشوشان.
- كما أفادت صحيفة الغارديان البريطانية أن الظروف الجوية في مدينة تشوشان كانت مناسبة لحدوث هذه الظاهرة النادرة من الانكسار الضوئي.
- فقد كانت السماء مغطاة بالغيوم وذرات الضباب، مما أسفر عن ظهور هذا اللون غير المعتاد.