Nasze Gwiazdozbiory

 

 

 

 

 

 

Zjawiska �wietlne w atmosferze

 

        Atmosfera chroni nas przed promieniowaniem korpuskularnym S這鎍a, a tak瞠 przed jego silnym kr鏒kofalowym promieniowaniem elektromagnetycznym. Promieniowanie to przechodzi przez atmosfer� i oddzia造wuj鉍 z atomami i cz零teczkami, stopniowo traci swoj� energi�. W atmosferze wyparowuj� i gin� r闚nie� drobne okruchy materii mi璠zyplanetarnej, kt鏎e przy braku atmosfery nieustannie spada造by na powierzchni� Ziemi i uprzykrza造 nam 篡cie. Ich przelot przez atmosfer� widzimy jako �spadaj鉍e gwiazdy", meteory.

        Pod wp造wem oddzia造wania wiatru s這necznego zjonizowane atomy i cz零teczki atmosfery rekombinuj�. Powstaje przy tym promieniowanie, obserwowane jako zorza polarna. Barwa zorzy polarne j zale篡 od sk豉du warstw atmosfery, w kt鏎ych zorza powstaje. Na og馧 zorza polarna bywa 鄴速ozielona lub zielona, ale obserwuje si� r闚nie� barw� czerwon�, niebiesk� lub fioletow�. Kszta速 zorzy polarnej jest r騜ny: od jednolitych pas闚 �wietlnych i barwnych plam a� po ko造sz鉍e si� draperie. Najcz��ciej zorze polarne powstaj� na wysoko�ci 80 - 400 km, ale nierzadko mo積a je widzie� nawet na wysoko�ciach ponad 1000 km. Cz零tki wiatru s這necznego, ze wzgl璠u na sw鎩 豉dunek elektryczny, poruszaj� si� w wi瘯szo�ci wzd逝� linii si� ziemskiego pola magnetycznego, w kierunku jego biegun闚. Najwi璚ej z鏎z polarnych powstaje zatem w rejonach podbiegunowych. Bardzo szybkie cz零tki wiatru s這necznego przenikaj� do ni窺zych warstw atmosfery tak瞠 w �rednich szeroko�ciach geograficznych, a nawet w rejonach r闚nikowych, gdzie te� s� przyczyn� powstawania z鏎z polarnych, na og馧 w okresach wysokiej aktywno�ci s這necznej. Dlatego niekiedy mo積a zobaczy� zorz� polarn� i u nas. Najwi璚ej z鏎z polarnych powstaje w okresie maksim闚 plam s這necznych i przy silnych wybuchach chromosferycznych.

        �wiecenie nocnego nieba jest powodowane w przewa瘸j鉍ej cz��ci tym samym mechanizmem co �wiecenie zorzy polarnej. Rekombinacja zjonizowa-nych atom闚 i cz零teczek atmosfery na wysoko�ci 70 - 2000 km przebiega tak瞠 w godzinach nocnych i przejawia si� s豉bym promieniowaniem nieba nocnego. Nat篹enie tego promieniowania wzrasta w kierunku do biegun闚 i jest proporcjonalne do aktywno�ci s這necznej. �wiecenie nocnego nieba powoduje r闚nie� �wiat這 zodiakalne i rozproszone na cz零teczkach atmosfery �wiat這 gwiazd.

        Atmosfera wok馧 Ziemi z jednej strony chroni nas przed szkodliwym wp造wem promieniowania, z drugiej jednak strony przeszkadza nam w obserwacji cia� na niebie, nie przepuszczaj鉍 ca貫go ich promieniowania i os豉biaj鉍 przepuszczone. Dla �wiat豉 widzialnego atmosfera jest ponadto o�rodkiem optycznie niejednorodnym. Promienie �wiat豉 ulegaj � na cz零teczkach atmosfery wielokrotnemu za豉maniu i odbiciu. Ca章 seri� pi瘯nych zjawisk �wietlnych w atmosferze wytwarza za豉manie i odbicie �wiat豉 s這necznego i ksi篹ycowego na kropelkach wody i kryszta趾ach lodu. Poniewa� przy za豉maniu �wiat豉 nast瘼uje r闚nocze�nie jego rozk豉d na poszczeg鏊ne barwy, pocz預szy od czerwonej poprzez pomara鎍zow�, 鄴速�, zielon�, niebiesk� a� do fioletowej, wszystkie te zjawiska s� kolorowe.

        T璚za nale篡 do najwspanialszych z nich. Powstaje wskutek za豉mania i odbicia �wiat豉 s這necznego na kropelkach wody. Mo瞠my j� zobaczy� zawsze po deszczu, kiedy S這鎍e znajduje si� ni瞠j ni� 42� nad horyzontem. Im S這鎍e jest bli瞠j horyzontu, tym 逝k t璚zy jest d逝窺zy. Patrz鉍 na cie� swojej g這wy na ziemi, spogl鉅amy w kierunku �rodka okr璕u, kt鏎ego cz��ci� jest 逝k t璚zy. Promie� krzywizny 逝ku t璚zy, czyli k靖 pomi璠zy cieniem g這wy i 逝kiem t璚zy wynosi zawsze 42�. T璚z� mo瞠my dostrzec tak瞠 na kropelkach wody rozproszonej na przyk豉d pod prysznicem na k雷ielisku.

        Ze wzgl璠u na charakter za豉mania i odbicia �wiat豉 na kropelkach wody, t璚za powstaje zawsze po przeciwnej stronie nieba ni� S這鎍e. Dwukrotne wewn皻rzne odbicie promienia �wietlnego w kropelkach wody wytwarza mniej jasn� t璚z� wt鏎n�. Dostrze瞠my j� po zewn皻rznej stronie g堯wnej t璚zy w odleg這�ci 8� od niej. Podczas gdy g堯wna t璚za ma wewn皻rzny brzeg fioletowy i zewn皻rzny czerwony, we wt鏎nej t璚zy kolejno�� barw jest przeciwna. Barwne widmo wt鏎nej t璚zy zaczyna si� barw� czerwon� z wewn皻rznej strony i ko鎍zy barw� fioletow� po zewn皻rznej stronie. Nie ca貫 �wiat這 przechodz鉍e przez kropelki wody wytwarza t璚z�. Cz��� jego przyczynia si� do zwi瘯szenia jasno�ci nieba mi璠zy powierzchni� Ziemi i 逝kiem t璚zy. Na og馧 umyka to naszej uwadze, przypatrzmy si� zatem przy okazji, 瞠 niebo nad t璚z� jest ciemniejsze ni� pod ni�.

        Wskutek przej�cia �wiat豉 przez kuliste lub niemal kuliste kropelki wody powstaj� t璚ze o kszta販ie kolistym. Sytuacja si� komplikuje przy przej�ciu �wiat豉 przez kryszta趾i lodu w atmosferze. R騜ne ich kszta速y, wielko�ci oraz w r騜ny spos鏏 zorientowane p豉szczyzny 豉mi鉍e s� przyczyn� powstawania wielkiej liczby bardzo r騜nych zjawisk �wietmych.Wymienimy tu jedynie najbardziej okaza貫.

        S這鎍em pobocznym nazywamy barwn� plam� �wietln� z brzegiem wewn皻rznym w kolorze czerwonym, widoczn� na tej samej wysoko�ci co S這鎍e, w odleg這�ci 22� na prawo lub na lewo od niego. Powstaje ono przy przej�ciu �wiat豉 s這necznego przez chmur� p豉skich kryszta趾闚 lodowych, zorientowanych podstawami poziomo, o �cianach za豉muj鉍ych �wiat這 ustawionych pod k靖em 60�. Poboczne S這鎍e, w odr騜nieniu od t璚zy, znajdziemy z tej samej strony nieba co S這鎍e prawdziwe.

        Halo wok馧 S這鎍a lub Ksi篹yca nale篡 chyba do najwspanialszych zjawisk �wietlnych. Powstaje przy przej�ciu �wiat豉 s這necznego lub ksi篹ycowego przez chmur� zawieraj鉍� bardzo drobne kryszta趾i lodu z r騜nie zorientowanymi �cianami 豉mi鉍ymi. Kryszta趾i z p豉szczyznami 豉mi鉍ymi tworz鉍ymi k靖 60� powoduj� ma貫 halo, pier�cie� wok馧 S這鎍a lub Ksi篹yca o promieniu 22�, kryszta趾i za� o k鉍ie 豉mi鉍ym 90� tworz� du瞠 halo, czyli pier�cie� o promieniu 46�. Du瞠 halo jest jednak zjawiskiem bardzo rzadkim.

        ㄆk oko這zenitalny jest nadzwyczaj jasnym i barwnym zjawiskiem. Mo瞠my go dostrzec w pobli簑 zenitu, gdzie ma �rodek krzywizny. Powstaje przy przej�ciu �wiat豉 s這necznego przez kryszta趾i lodu, kt鏎e w chmurze s� tak samo zorientowane jak przy zjawisku pobocznego S這鎍a, ale promienie wchodz� tym razem do kryszta趾闚 przez podstaw�, a opuszczaj� je przez �cian� boczn�. ㄆk oko這zenitalny bywa oddalony od S這鎍a od 46� do 57�, w zale積o�ci od tego jak wysoko S這鎍e znajduje si� nad horyzontem.

       S逝p �wietlny powstaje w spos鏏 najprostszy, a mianowicie przez odbicie �wiat豉 s這necznego od zewn皻rznych �cian kryszta趾闚 lodowych, gdy S這鎍e jest nisko nad horyzontem. W analogicznych warunkach atmosferycznych s逝p �wietlny mo瞠 powsta� r闚nie� w nocy nad sztucznymi �r鏚豉mi �wiat豉.

        R闚nocze�nie ze s逝pem �wietlnym, na skutek za豉mania �wiat豉 w kryszta趾ach o kszta販ie o堯wka, powstaje tzw. g鏎ny 逝k styczny. Mo積a go zobaczy� nad s逝pem �wietlnym jako plam� �wietln� podobn� do litery V. Gdy w powietrzu znajduj� si� r騜ne rodzaje kryszta趾闚 lodowych, mo瞠my r闚nocze�nie obserwowa� wi璚ej zjawisk �wietlnych.

        Zjawiska �wietlne powstaj鉍e wskutek za豉mania i odbicia �wiat豉 s這necznego w kryszta趾ach lodu mo瞠my obserwowa� na niebie w ka盥ej porze roku i z dowolnego miejsca na Ziemi. Do ich obserwacji nie potrzebujemy 瘸dnych przyrz鉅闚 pomocniczych. Jednak瞠 wi瘯szo�� ludzi ich nie widzia豉, a to dlatego, 瞠 o nich nie wie i nie pr鏏uje odnale�� ich na niebie.

        Swoj� niebiesk� barw� niebo zawdzi璚za rozproszeniu s這necznego �wiat豉 na cz零teczkach atmosfery. Poniewa� rozproszenie �wiat豉 wzrasta wraz ze zmniejszaniem si� d逝go�ci fali �wiat豉, najwi瘯szemu rozproszeniu ulega barwa niebieska. S這鎍e widzimy na niebie jako 鄴速e cz��ciowo dlatego, 瞠 w jego �wietle przewa瘸 barwa 鄴速a, a cz��ciowo dlatego, 瞠 atmosfera rozprasza �wiat這 鄴速e mniej ni� �wiat這 niebieskie. Nisko nad horyzontem, o wschodzie lub zachodzie S這鎍a, jego kolor jest jednak czerwonawy. �wiat這 s這neczne przechodzi wtedy d逝窺z� drog� przez atmosfer� ni� wtedy, gdy znajduje si� w zenicie, i dlatego rozprasza si� wi璚ej �wiat豉 niebieskiego i 鄴速ego. Promienie czerwone, kt鏎e ulegaj� najmniejszemu rozproszeniu, widzimy jako najbardziej intensywne i S這鎍e ma barw� czerwon�. Gdy na niebie s� chmury lub powietrze zawiera wiele cz零tek py逝, promienie czerwone odbijaj� si� od nich i znaczna cz��� nieba nad wschodz鉍ym lub zachodz鉍ym S這鎍em mieni si� barw� czerwon�.

        �wiat這 s這neczne rozproszone w atmosferze jest tak silne, 瞠 przewy窺za jasno�� nawet najja�niejszych gwiazd. Nierzadko jednak mo積a dostrzec go造m okiem we dnie najja�niejsze planety: Wenus, Jowisza, a nawet Merkurego, kt鏎e s� o wiele ja�niejsze ni� gwiazdy, trzeba tylko wiedzie�, gdzie ich szuka�. Ka盥y widzia� te� Ksi篹yc nie tylko w nocy, ale i w dzie�.

        Chocia� ju� od czas闚 Arystotelesa istnieje tradycja, 瞠 gwiazdy mo積a widzie� z dna g喚bokiej studni, z prze�wit闚 w piramidach lub z dna wysokich komin闚, nie jest to jednak prawda. �ciany studni lub komin闚 zas豉niaj� jedynie �wiat這 padaj鉍e z boku. Cz��� nieba, kt鏎� ogl鉅amy przez otwory w g鏎ze, jest tak samo jasna jak ca貫 niebo. We dnie mo瞠my dostrzec jasne gwiazdy przez teleskop. Wskutek przej�cia �wiat豉 przez obiektyw lub jego odbicia od zwierciad豉 teleskopu, jasno�� obserwowanej cz��ci nieba ulegnie wi瘯szemu os豉bieniu ni� jasno�� punktowego �r鏚豉 �wiat豉, gwiazdy. W lunecie o �rednicy obiektywu 7 cm zobaczymy w s這neczny dzie� gwiazdy ju� 1m, albo nawet do 2m. Najja�niejsze gwiazdy dostrze瞠my w dzie� nawet bez lunety z wysokich g鏎, gdy poni瞠j nas pozostanie wi瘯sza cz��� zanieczyszczonych warstw atmosfery, w przewa積ym stopniu rozpraszaj鉍ych �wiat這 s這neczne. Na przyk豉d z Araratu, z wysoko�ci 5000 m n. p. m., mo積a dostrzec gwiazdy 1m ju� o drugiej godzinie po po逝dniu.

        Atmosfera powoduje tak瞠 migotanie �wiat豉 gwiazd. Gwiazdy, w odr騜nieniu od planet, nie �wiec� spokojnym �wiat貫m. Wydaje si�, jak gdyby nieregularnie przygasa造 na chwil�, a nast瘼nie rozb造ska造. Jasne gwiazdy nisko nad horyzontem nawet zmieniaj� sw鎩 kolor. Bardzo silnie i kolorowo gwiazdy migocz� podczas mro�nych nocy, w czasie wiatru i po deszczu. Znany popularyzator astronomii z prze這mu XIX i XX wieku, francuski astronom Camille N. Flammarion tak pisa� o �wietle gwiazd: �Raz jest jasne, raz s豉be, na przemian bia貫, zielone, czerwone, mieni si� jak przezroczysty diament, o篡wiaj鉍 pustk� nieba i budz鉍 w nas wra瞠nie, 瞠 gwiazdy s� oczami spogl鉅aj鉍ymi na Ziemi�".

        Migotanie gwiazd jest wywo豉ne wielokrotnym za豉maniem i odbiciem �wiat豉 gwiazd w atmosferze. W zale積o�ci od liczby za豉ma� i odbi� promienia �wiat豉, zmienia si� jego nat篹enie. A kiedy przy za豉maniu �wiat這 ulega dodatkowo rozszczepieniu na barwne sk豉dowe, wraz ze zmianami jasno�ci promienia �wietlnego zmienia si� i jego zabarwienie. Poniewa� gwiazda jest punktowym �r鏚貫m �wiat豉, migocze. Planety s� znacznie bli瞠j ni� gwiazdy, dlatego na niebie widzimy je w formie �wiec鉍ych tarcz, co prawda o bardzo ma造ch rozmiarach k靖owych. W rzeczywisto�ci planety, ze wzgl璠u na ich znaczn� jasno��, dostrzegamy te� tylko jako punktowe �r鏚這 �wiat豉. Poszczeg鏊ne punkty tarczy planety, niezale積ie jeden od drugiego, migocz� i zmieniaj� sw� barw� podobnie jak gwiazdy, lecz nie w tych samych momentach. Migocz鉍e punkty na tarczy wzajemnie si� uzupe軟iaj�, tak 瞠 ani nat篹enie, ani barwa planety nie zmienia si�.

 

STRONA G�紟NA

 

 

ASTROFOTOGRAFIA

 

P茛NOCNY CI乎 BIEGUNOWY

 

JASNO�CI GWIAZD

 

TELESKOPY ASTRONOMICZNE

 

ZJAWISKA �WIETLNE W ATMOSFERZE

 

JEDNOSTKI CZASU

 

RUCH SΜ哸A

 

RUCH KSI坒YCA

 

ZA鱟IENIA

 

POWR紘

 

 

 

 

Opracowano na podstawie ksi嘀ki E.Pittich D.Kalmancok - "Niebo na d這ni"