قبل الإعصار مباشرة ضرب ميلتون فلوريدا كعاصفة من الفئة 3 يوم الأربعاء، وأفاد العديد من الناس أن السماء فوقهم تحولت إلى لون أرجواني مشؤوم. علامة على نهاية العالم؟ حسنًا، نعم، في الواقع، الكارثة المناخية التي صنعناها لأنفسنا. لكنها تظل ظاهرة طبيعية ولها تفسير علمي.
الضوء واللون
الضوء المرئي عبارة عن نطاق ضيق من الطيف الكهرومغناطيسي بأطوال موجية تتراوح من 700 إلى 380 نانومتر. (النانومتر هو جزء من المليار من المتر.) ضمن هذا النطاق، تفسر أعيننا أطوال موجية مختلفة على أنها ألوان مختلفة: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي، بالترتيب من الأطول إلى الأقصر. (المعروف أيضًا باسم: قوس قزح.)
في الواقع، لدينا ثلاثة أجهزة استشعار للألوان فقط في أعيننا، واحد لكل من اللون الأحمر والأخضر والأزرق. شدة الضوء التي يكتشفها كل مستشعر، ومزيج الثلاثة، يعطينا جميع الألوان الأخرى. إذا اكتشفت عينك كميات متساوية من جميع الألوان، فسوف ترى ذلك باللون الأبيض. والبنفسجي هو طول موجي واحد يقترب من 380 نانومتر، وهو في الحد الذي يمكن أن تراه أعيننا.
لماذا السماء ملونة، على أي حال؟
إذا كانت الشمس تنتج ضوءًا أبيض، فلماذا نرى أي ألوان في السماء على الإطلاق؟ والسبب هو أنه عندما تصطدم موجة كهرومغناطيسية بجسيمات صغيرة في الغلاف الجوي، فإن بعضها يتناثر. يعتمد التأثير الدقيق على حجم الجزيئات والطول الموجي للضوء. مع الأشياء الصغيرة جدًا مثل جزيئات الأكسجين والنيتروجين، فإن الأطوال الموجية الأقصر (الأزرق والبنفسجي) تنتشر أكثر من الأطوال الموجية الأطول (مثل الأحمر والبرتقالي).
وهذا يعني أنه عندما يتدفق ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي، فإن الألوان الحمراء والصفراء سوف تمر في الغالب بشكل مباشر وتتناثر الألوان الزرقاء والبنفسجية. إذا كنت واقفاً على سطح الأرض وتنظر للأعلى، فسوف ترى كل ذلك الضوء الأزرق والبنفسجي المتناثر. ولهذا السبب تبدو السماء في يوم صاف باللون الأزرق.
وهذا يفسر أيضًا لماذا تبدو الشمس أكثر احمرارًا عند غروب الشمس أو شروقها. عندما تكون الشمس منخفضة في السماء، يجب أن يمر الضوء الأبيض عبر المزيد من الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تشتيت المزيد من الألوان الزرقاء. وهذا يترك المزيد من الضوء الأحمر يمر لينتج غروب الشمس الأحمر الجميل.
لماذا لا تكون السماء دائما أرجوانية؟
حسنًا، انتظر. قلت إن الأطوال الموجية الأقصر متناثرة أكثر من الأطوال الموجية الأطول. ولكن هذا يعني أن الألوان الأرجوانية تتشتت أكثر من اللون الأزرق. فلماذا لا تبدو السماء عادة باللون الأرجواني؟ نقطة جيدة جدا. سببين:
أولاً، عندما تنتج الشمس الضوء، فإن شدة الضوء ليست متساوية لجميع الألوان المختلفة. في الواقع، تنتج الشمس كثافة أعلى من الضوء عند الأطوال الموجية الأكبر (الأحمر والأخضر) مقارنة بالأطوال الموجية الأصغر (الأزرق والبنفسجي). لذلك، عندما يضرب ضوء الشمس الغلاف الجوي، يكون هناك ببساطة ضوء أزرق أكثر من الضوء البنفسجي.
العامل الثاني له علاقة بالعيون البشرية. نظرًا لأننا نشعر بثلاثة ألوان فقط – الأحمر والأخضر والأزرق، فإن أعيننا ليست حساسة للأطوال الموجية الأصغر للأرجواني كما هي الحال بالنسبة للأزرق. لذا، إذا تبعثرت السماء الأطوال الموجية الزرقاء والأرجوانية، فإن أعيننا تفضل اللون الأزرق. في الواقع، ربما السماء يكون أكثر بنفسجية مما تتصوره.
إليك ملاحظة مهمة أخرى يمكنك التحقق منها بنفسك. السماء ليست لونا واحدا. نعم، قد يكون هناك لون كرايولا يسمى Sky Blue، لكن السماء في الواقع عبارة عن مجموعة من الألوان المختلفة الممزوجة معًا. وهذا ما يجعل السماء جميلة جدًا.
الأعاصير الأرجوانية
الإعصار ليس أرجوانيًا – كلنا نعرف ذلك، لكن لا يزال من الممتع أن نقول ذلك. ولكن ما الذي يجعلنا نرى هذا الضوء الأرجواني في الأعاصير؟ حسنًا، أولاً، يحدث هذا عادةً عندما تكون الشمس منخفضة في السماء بحيث يمر الضوء عبر المزيد من الهواء. يتم تركيب الألوان الوردية في المساء أو الفجر على الضوء الأزرق والبنفسجي المتناثر، مما يخلق مزيجًا أرجوانيًا.
كما أنه ليس مجرد هواء نقي. هناك دائمًا مجموعة من الأشياء الأخرى في الغلاف الجوي التي تسبب التشتت، مثل بخار الماء والغبار والحطام. وهناك الكثير من تلك الأشياء هناك أثناء الإعصار الاستوائي. وأخيرًا، يمكن للغطاء السحابي العلوي أن يحجب السماء الزرقاء. تساهم كل هذه العوامل في وجود مجموعة متنوعة من الألوان، ونعم، أحدها هو اللون الأرجواني.