يعد تغير لون السماء من الظواهر الفلكية المثيرة للاهتمام التي حيرت العلماء عبر العصور، حيث اعتاد الناس على التفسير غير العلمي لتلك التغيرات وتخوفوا منها. ومن المهم أن ندرك أن هناك أسباب علمية تفسر هذا الظاهرة.
السبب الرئيسي وراء تغير لون السماء يعزو إلى التفاعل بين أشعة الشمس والغلاف الجوي للأرض. تنتقل أشعة الشمس إلى الأرض على شكل موجات، ولكل لون من هذه الأشعة طول موجي محدد يختلف عن الآخر. لهذا، قمنا بإعداد هذا المقال لاستكشاف أسباب تغير لون السماء بمزيد من العمق.
أسباب تغير لون السماء
- يتغير لون السماء من لحظة شروق الشمس وحتى غروبها، حيث تنبثق ألوان زاهية ومتنوعة مثل اللون البني المائل إلى الحمرة.
- تشمل هذه الألوان أيضًا اللون البرتقالي، الأصفر، البنفسجي، والأحمر الداكن، كما يمكن أن نرى تداخلاً لعدة ألوان في الوقت ذاته.
- يرتبط تغير لون السماء بشكل رئيسي بظاهرة تشتت ضوء الشمس، سواء خلال النهار أو أثناء الشروق والغروب. سنستعرض هنا ظاهرة التشتت الضوئي بتفصيل أكثر.
التشتت الضوئي
سنسلط الضوء في هذه الفقرة على مفهوم التشتت الضوئي من خلال النقاط التالية:
- تعتبر ظاهرة التشتت الضوئي من الظواهر الطبيعية التي تسبب في تشتيت أشعة الشمس إلى اتجاهات متعددة.
- اكتشف العالم الفلكي ستيفن أكرومان، من جامعة ماديسون في واشنطن، ظاهرة تشتت ضوء الشمس وأثرها على الألوان في السماء.
- ساهم هذا الاكتشاف في تفسير العديد من الظواهر الكونية في مجالات متعددة.
- استطاع العالم ستيفن أكرومان من خلال طرحه لنظرية التشتت الضوئي أن يفسر كيفية ظهور الألوان المختلفة في سمائنا خلال النهار.
- أوضح أن أشعة الشمس تنبعث منها موجات ضوئية متنوعة، وعند مرورها عبر الغلاف الجوي للأرض، تتفاعل مع الذرات والجسيمات الدقيقة، مثل ذرات الغبار، مما يسهم في تشتيت وتناثر هذه الأشعة في اتجاهات مختلفة.
عوامل تشتت الضوء
تعتمد نظرية التشتت الضوئي، المسؤولة عن تغير لون السماء، على عاملين رئيسيين هما:
- طول الموجة الضوئية: يتفاوت تشتت الأمواج الضوئية حسب موقع الشمس بالنسبة للأفق.
- عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، يتزايد تشتت الأمواج الضوئية ذات الطول الموجي الكبير.
- هذا التشتت يكون أكبر بكثير مقارنة بالأمواج الضوئية ذات الطول الموجي القصير، وهو السبب وراء اللون الأزرق السماوي للسماء في معظم فترات النهار.
- أما عند اقتراب الشمس من الأفق، أي خلال الشروق والغروب، ينقلب التشتت ويتزايد بشكل كبير للأمواج الضوئية القصيرة، فيبدو لون السماء باللون القرمزي.
- حجم الجسيمات التي يسقط عليها الضوء: يلعب حجم الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي دورًا كبيرًا في كيفية تشتت الأشعة الضوئية.
- كلما زاد حجم الجسيمات، زادت درجة التشتت. وبالعكس، فكلما قل حجم الجسيمات وانخفض عددها وكثافتها، ضعف التشتت.
كيف تتم عملية التشتت الضوئي
سنوضح ظاهرة تشتت ضوء الشمس عبر النقاط التالية:
- عند شروق الشمس، تصدر أشعة ضوئية بيضاء.
- هذه الأشعة البيضاء لا تتعرض لأي تشتت أو انكسار أثناء انتقالها عبر الفضاء نحو الأرض.
- لكن عندما تقترب من الأرض وتخترق الغلاف الجوي الذي يحتوي على ذرات الغبار وقطرات الماء، تحدث عملية انكسار وتشتت للضوء الأبيض.
- نتيجة لهذا الانكسار، يتم تحليل ضوء الشمس إلى عدة أشعة ملونة.
- خلال الشروق والغروب، تكون الشمس أقرب إلى الأفق مقارنة بفترة منتصف النهار.
- عند ذلك، تزداد سماكة الجسيمات التي تمر عبرها أشعة الشمس، مما يؤدي إلى تشتت الألوان الأزرق والبنفسجي، وهما من الأطوال الموجية القصيرة، وبالتالي تظهر الألوان الحمراء والبرتقالي والأصفر.
- تعمل هذه الألوان، مثل الأحمر والأصفر والبرتقالي، على تحجب الألوان الأخرى ذات الأطوال الموجية القصيرة، كالأزرق والبنفسجي، خلال فترة الشروق والغروب، بينما يظهر اللون الأزرق السماوي خلال فترة الظهيرة.
- خاصة عندما تكون السماء صافية، حيث يكون الأزرق هو الأنقى والأكثر سطوعًا، بالإضافة إلى كونه من الأطوال الموجية القصيرة.
سبب تحول لون السماء إلى الأحمر الدامي في الصين
- شهد سكان المنطقة الشرقية من الصين تحول لون السماء إلى أحمر دامٍ في التاسع من مايو الماضي، مما أثار حالة من الذعر بين السكان.
- وأعلنت هيئة الأرصاد الجوية والفلكية أن الأمر لا يدعو للقلق، فهو يمثل ظاهرة طبيعية نادرة الحدوث.
- حيث لاحظ سكان مدينة تشوشان الساحلية، الواقعة في مقاطعة تشيجيانغ، تغير لون السماء عند غروب الشمس إلى الأحمر الدامي، مما جعل البعض يعتقد أنه نتيجة حريق.
- لكن المرصد الفلكي في المدينة أوضح أن تغير اللون كان نتيجة انكسار أضواء السفن في ميناء تشوشان.
- وقد أشارت صحيفة الغارديان البريطانية إلى أن الظروف الجوية في المدينة كانت ملائمة لحدوث هذا النوع النادر من الانكسار الضوئي.
- حيث كانت السماء ملبدة بالغيوم ومليئة بذرات الضباب، مما ساهم في ظهور هذا اللون الأحمر المميز.