أسباب تغير لون السماء
يشهد لون السماء تحولات رائعة أثناء شروق الشمس وغروبها، حيث يكتسب ألوانًا زاهية ومتنوعة، وأحيانًا تظهر أكثر من لون في الوقت نفسه، متداخلة بطريقة مبهجة. يُعزى هذا التغير في الألوان إلى ظاهرة تعرف بالتشتت، والتي تُعتبر السبب الرئيسي وراء ذلك خلال فترات النهار وأثناء شروقات وغروب الشمس. لتوضيح هذه الظاهرة وبيان أسبابها، سنستعرض التفاصيل كما يلي:
ظاهرة التشتت
تُعتبر ظاهرة التشتت (بالإنجليزية: Scattering) عملية كونية تؤدي إلى انحراف موجات الضوء المنبعثة من الشمس في اتجاهات متنوعة. وقد تم اكتشاف هذه الظاهرة بفضل الباحث الجوي ستيفن أكرمان (بالإنجليزية: Steven Ackerman) في جامعة ماديسون بولاية واشنطن، مما ساهم في تفسير مجموعة من الظواهر الكونية عبر المجالات المختلفة.
تمكن ستيفن أكرمان من تفسير أسباب ظهور الألوان المتعددة في السماء من خلال نظرية التشتت. حيث تُصدر الشمس أشعة ضوئية ذات طبيعة موجية تصل إلى غلافنا الجوي المليء بالجزيئات الدقيقة مثل الغبار، وعندما تتفاعل هذه الجزيئات مع الأشعة الشمسية، يحدث تشتتٌ لها وبالتالي تتنوع الألوان في السماء.
العوامل المؤثرة في التشتت
ينتج عن تشتت الضوء الذي يسبب تغير لون السماء عدة عوامل رئيسية، وهي كالتالي:
- الطول الموجي
تميل أمواج الضوء ذات الأطوال الموجية الأكبر إلى التشتت بشكل أكبر من الأمواج القصيرة عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق؛ وهذا يُفسر ظهور السماء باللون الأزرق في معظم الأوقات. وعندما تكون الشمس أقرب إلى الأفق، تقل شدة تشتت الأمواج الطويلة، مثل اللون الأحمر الذي يتميز بأكبر طول موجي.
- حجم الجسيمات التي تتفاعل مع الضوء
آلية حدوث التشتت
تُشِع الشمس الضوء الأبيض نحو الأرض، وفي مسار هذه الأشعة لا تصطدم بأي شيء. وعند دخولها الغلاف الجوي، تتفاعل مع الجزيئات، الجسمات، وقطرات الماء الموجودة فيه، مما يؤدي إلى انكسار الضوء وإنتاج أشعة بألوان متنوعة.
خلال فترة الشروق والغروب، تكون الشمس أقرب إلى الأفق، مما يزيد من احتمال مرور الأشعة الشمسية عبر المزيد من الجسيمات بالمقارنة مع فترة الظهيرة. عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، تتشتت الألوان الزرقاء والبنفسجية بعيدًا خلال هاتين الفترتين، مما يجعل الألوان الأخرى، مثل الأصفر والبرتقالي والأحمر، أكثر وضوحًا.
تُخفي هذه الألوان في الغلاف الجوي تأثيرها على الألوان الأخرى، حيث تنتقل أشعة الشمس في شكل موجات، ولكل موجة طول موجي خاص بها. يُعتبر اللون الأحمر هو صاحب الأطول موجي، بينما الأزرق والبنفسجي لهما أقصر الطول الموجي للضوء، والسبب وراء ظهور السماء باللون الأزرق في الأيام الصافية هو أن هذا اللون يُعتبر الأكثر إشراقًا بين الألوان الأخرى.