Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о земном небе. Для других небес см. Внеземное небо . Для использования в других целях, см Небо (значения) .

Небо над облаками

Небо (также иногда называемое небесным куполом ) есть все , что лежит над поверхностью Земли , в том числе атмосферы и космического пространства .

В области астрономии небо еще называют небесной сферой . Это абстрактная сфера, концентрическая по отношению к Земле, по которой кажется, что дрейфуют Солнце , Луна , планеты и звезды . Небесная сфера условно делится на обозначенные области, называемые созвездиями .

Обычно термин небо неофициально относится к перспективе с поверхности Земли; однако значение и использование могут отличаться. Наблюдатель на поверхности Земли может увидеть небольшую часть неба, которая напоминает купол (иногда называемый небесной чашей ), который днем ​​кажется более плоским, чем ночью . [1] В некоторых случаях, например, при обсуждении погоды, небо относится только к нижним, более плотным слоям атмосферы.

Дневное небо выглядит голубым , потому что молекулы воздуха рассеивают более короткие длины волн солнечного света больше , чем более длинные (краснее свет). [2] [3] [4] [5] ночное небо , как представляется, в основном , темная поверхность или область усыпанной звезд. Солнце, а иногда и Луна видны на дневном небе, если не закрыты облаками . Ночью Луна, планеты и звезды также видны на небе.

Некоторые из природных явлений, наблюдаемых в небе, - это облака, радуга и полярные сияния . На небе также видны молнии и осадки . Некоторые птицы и насекомые, а также человеческие изобретения, такие как самолеты и воздушные змеи , могут летать в небе. Из - за деятельности человека , смог в течение дня и световое загрязнения в ночное время часто видел выше крупных городов.

В дневное время

Атмосфера Земли рассеивает большую долю синего света, чем красного света.
Гражданские, морские и астрономические сумерки . Сумерки - это конец вечерних сумерек. [6]
Рассвет - начало утренних сумерек.
Смотрите также: Оптика атмосферы и Рассеянное излучение неба.
Небо в дневное время

За исключением прямого солнечного света , большая часть света в дневном небе вызвана рассеянием , в котором преобладает предел малых частиц, называемый рассеянием Рэлея . Рассеяние , обусловленное частицами размером молекул (как в воздухе) больше в направлениях и в направлении и в сторону от источника света , чем в направлениях , перпендикулярном к падающему пути. [7] Рассеяние имеет значение для света всех видимых длин волн, но сильнее в более коротком (более синем) конце видимого спектра , что означает, что рассеянный свет более синий, чем его источник: Солнце.. Оставшийся солнечный свет, [ необходимо пояснение ] , потеряв некоторые из своих более коротковолновых компонентов, выглядит немного менее синим. [5]

Еще сильнее происходит рассеяние в облаках. Отдельные капли воды преломляют белый свет, образуя набор цветных колец . Если облако достаточно густое, рассеяние от нескольких капель воды размывает набор цветных колец и создает размытый белый цвет. [ требуется разъяснение ] [8]

Небо может приобретать множество цветов, таких как красный, оранжевый, пурпурный и желтый (особенно перед закатом или восходом солнца), когда свету необходимо пройти гораздо более длинный путь (или оптическую глубину ) через атмосферу. Эффекты рассеяния также частично поляризуют свет с неба и наиболее ярко проявляются под углом 90 ° от Солнца. Рассеянный свет от горизонта проходит через массу воздуха в 38 раз больше, чем свет из зенита , из-за чего синий градиент выглядит ярким в зените и бледным у горизонта. [9] Красный свет также рассеивается, если между источником и наблюдателем достаточно воздуха, вызываячасти неба, меняющие цвет по мере восхода или захода Солнца. Когда воздушная масса приближается к бесконечности, рассеянный дневной свет кажется все белее и белее. [10]

Солнце - не единственный объект, который может казаться менее голубым в атмосфере. Далекие облака или снежные вершины гор могут казаться желтоватыми. Эффект не очень очевиден в ясные дни, но очень заметен, когда облака закрывают линию обзора, уменьшая синий оттенок от рассеянного солнечного света. [10] На больших высотах небо имеет тенденцию к более темным цветам, поскольку рассеяние уменьшается из-за более низкой плотности воздуха . Ярким примером является Луна, где не происходит атмосферного рассеяния, в результате чего лунное небо становится черным, даже когда видно Солнце. [11]

Модели распределения яркости неба были рекомендованы Международной комиссией по освещению (CIE) для разработки схем дневного освещения . Последние разработки относятся к «моделям всего неба» для моделирования яркости неба при различных погодных условиях, от ясных до пасмурных. [12]

В сумерках

Серп Луны остается видимым только моменты до восхода солнца.
Основные статьи: Сумерки , Рассвет и Сумерки
Смотрите также: яркость неба , тень Земли и поглощение Шаппюи

Яркость и цвет неба сильно меняются в течение дня, и основная причина этих свойств также различна. Когда вс значительно выше горизонта , прямого рассеяния от солнечного света ( рэлеевское рассеяние ) является в подавляющем большинстве случаев основным источником света. Однако в сумерках , в период между закатом и ночью или между ночью и восходом солнца , ситуация более сложная.

Зеленые вспышки и зеленые лучи - это оптические явления, которые возникают вскоре после захода солнца или перед восходом солнца, когда зеленое пятно видно над Солнцем, обычно не более одной или двух секунд, или оно может напоминать зеленый луч, поднимающийся из точки заката. . Зеленые вспышки - это группа явлений, которые происходят по разным причинам [13], большинство из которых происходит при инверсии температуры (когда температура увеличивается с высотой, а не нормальное снижение температуры с высотой). Зеленые вспышки можно наблюдать с любой высоты (даже с самолета). Обычно их видят над горизонтом, на котором нет препятствий, например над океаном, но также видны над облаками и горами. Зеленые вспышки также могут наблюдаться на горизонте в связи сЛуна и яркие планеты, включая Венеру и Юпитер . [14] [15]

Тень Земли - это тень, которую планета отбрасывает через свою атмосферу в космическое пространство. Это атмосферное явление видно в сумерках (после захода солнца и перед восходом солнца). Когда погодные условия и место наблюдения позволяют ясно видеть горизонт, полоса тени выглядит как темная или тусклая голубоватая полоса прямо над горизонтом в нижней части неба, противоположной направлению (заходящего или восходящего) Солнца. Связанное с этим явление - пояс Венеры (или противосумеречная дуга), розоватая полоса, которая видна над голубоватой полосой тени Земли в той же части неба. Нет определенной линии, разделяющей тень Земли и пояс Венеры; одна цветная полоса переходит в другую в небе. [16] [17]

Сумерки делятся на три стадии в зависимости от глубины Солнца за горизонтом, измеряемой сегментами по 6 °. После захода солнца наступают гражданские сумерки ; он заканчивается, когда Солнце опускается более чем на 6 ° за горизонт. Затем следуют морские сумерки , когда Солнце находится на 6–12 ° ниже горизонта (глубина от –6 ° до –12 °), после чего наступают астрономические сумерки , определяемые как период между –12 ° и - 18 °. Когда Солнце опускается более чем на 18 ° ниже горизонта, небо обычно достигает минимальной яркости. [18]

Несколько источников могут быть идентифицированы как источники внутренней яркости неба, а именно: свечение воздуха , непрямое рассеяние солнечного света, рассеяние звездного света и искусственное световое загрязнение .

Ночью

Основная статья: Ночное небо
Северное сияние над Медвежьим озером, Аляска
Млечный Путь можно рассматривать как большую группу по ночному небу, и искажается в арку в этой ° панорам 360.

Термин «ночное небо» относится к небу, наблюдаемому ночью. Этот термин обычно ассоциируется с наблюдением за небом и астрономией со ссылкой на виды небесных тел, таких как звезды, Луна и планеты, которые становятся видимыми ясной ночью после захода Солнца. Естественные источники света в ночном небе включают лунный свет, звездный свет и свечение воздуха, в зависимости от местоположения и времени. Тот факт, что небо ночью не совсем темное, можно легко заметить. Если бы небо (при отсутствии луны и городских огней) было абсолютно темным, нельзя было бы увидеть силуэт объекта на фоне неба.

Ночное небо и его исследования занимают историческое место как в древних, так и в современных культурах. В прошлом, например, фермеры использовали состояние ночного неба в качестве календаря, чтобы определить, когда сажать урожай. Древняя вера в астрологию обычно основана на вере в то, что отношения между небесными телами влияют или передают информацию о событиях на Земле. Научное исследование ночного неба и тел наблюдаемого в ней, между тем, имеет место в науке астрономии.

В рамках астрономии видимого света на видимость небесных объектов в ночном небе влияет световое загрязнение. Присутствие Луны в ночном небе исторически затрудняло астрономические наблюдения из-за увеличения количества окружающего освещения. Однако с появлением искусственных источников света световое загрязнение стало растущей проблемой для наблюдения за ночным небом. Специальные фильтры и модификации осветительных приборов могут помочь решить эту проблему, но для лучшего обзора как профессиональные, так и любительские оптические астрономы ищут места для просмотра, расположенные вдали от крупных городских районов.

Использование в прогнозировании погоды

См. Также: Прогноз погоды.
Белые кучевые облака появились над Даккой, Бангладеш, когда во многих частях страны происходили значительные наводнения.

Наряду с тенденцией к давлению состояние неба является одним из наиболее важных параметров, используемых для прогноза погоды в горных районах. Утолщение облачного покрова или вторжение в более высокий слой облаков свидетельствует о дожде в ближайшем будущем. Ночью высокие тонкие перисто-слоистые облака могут приводить к ореолам вокруг Луны, которые указывают на приближение теплого фронта и связанного с ним дождя. [19] Утренний туман предвещает благоприятные условия и может быть связан с морским слоем , что указывает на стабильную атмосферу. [20] Дождливым условиям предшествуют ветер или облака, которые предотвращают образование тумана. Приближение линии грозы может указывать на приближениехолодный фронт . Безоблачное небо свидетельствует о хорошей погоде в ближайшем будущем. [21] Использование небесного покрова в предсказании погоды привело к появлению различных погодных преданий на протяжении веков. [22]

Тропические циклоны

Картина неба в глазах тропического циклона

В течение 36 часов после прохождения центра тропического циклона давление начинает падать, и со стороны циклона приближается пелена белых перистых облаков. В течение 24 часов после максимального приближения к центру начинают приближаться низкие облака, также известные как полоса.тропического циклона, поскольку барометрическое давление начинает падать быстрее, а ветер усиливается. В течение 18 часов после приближения к центру обычно бывает шквалистая погода с внезапным усилением ветра, сопровождающимся ливневыми ливнями или грозами. Через шесть часов после прибытия центра дождь переходит в непрерывный. В часе езды от центра дождь становится очень сильным, и возникают самые сильные ветры в пределах тропического циклона. Когда в центр прибывает сильный тропический циклон, погодные условия улучшаются, и солнце становится видимым глазом.движется над головой. Как только система уходит, ветер меняется на противоположный и вместе с дождем внезапно усиливается. Через день после прохождения центра низкая облачность сменяется более высокой, и дождь становится прерывистым. К 36 часам после прохождения центра высокая облачность исчезает, и давление начинает выравниваться. [23]

Использование в транспорте

Основная статья: Полет
Юпитер , древнеримское небесное божество

Полет - это процесс, с помощью которого объект движется по небу или за его пределами (как в случае космического полета), генерируя аэродинамическую подъемную силу , движущую силу , аэростатически с использованием плавучести или баллистическим движением без какой-либо прямой механической поддержки со стороны земли. Инженерные аспекты полета изучаются в аэрокосмической технике, которая подразделяется на аэронавтику , которая представляет собой исследование транспортных средств, путешествующих по воздуху, и космонавтику , изучение транспортных средств, которые путешествуют в космосе, и в баллистике , изучение полета снаряды. Хотя люди могли летать черезВоздушные шары с 1783 года [24], другие виды использовали полеты значительно дольше. Животные, такие как птицы, летучие мыши и насекомые, способны летать. Споры и семена растений используют полет, используя ветер, как метод размножения своих видов. [25]

Значение в мифологии

Смотрите также: Астрология и Небесный отец

Во многих мифологиях есть божества, особенно связанные с небом. В египетской религии небо было обожествлено как богиня Нут и как бог Гор . Дай реконструируется как бог неба или олицетворенное небо в протоиндоевропейской религии , откуда Зевс , бог неба и грома в греческой мифологии и римский бог неба и грома Юпитер .

В австралийских аборигенов мифологии , Altjira (или Arrernte) является главным богом неба , а также бог творец. В ирокезах мифологии , Atahensic было небо богини, упал на землю во время создания Земли. Многие культуры рисовали созвездия между звездами на небе, используя их в связях с легендами и мифологией об их божествах.

Галерея

  • Массивные облака, несущиеся над пустыней Мохаве

  • Летний закат High Desert , Калифорния

  • Расколотое небо сразу после заката, Высокая пустыня, Калифорния

  • Жестокое небо во время грозы в сумерках в пустыне Мохаве в Калифорнии .

  • Облака отражают тени на закате и раздувают их по небу.

  • Небо с облаками в Литве, Дудос (деревня), Литва .

  • Массивное возвышающееся вертикальное облако, возникающее из-за гор Сан-Габриэль, вид из пустыни Мохаве , Калифорния.

  • Ночное небо со множеством звезд.

  • Западный вечер в сумеречном небе

Смотрите также

  • Цианометр

Рекомендации

  1. ^ Бэрд, JC; Вагнер, М. (1982). «Иллюзия луны: I. Как высоко небо?». Журнал экспериментальной психологии: Общие . 111 : 296–303.
  2. ↑ Тиндаль, Джон (декабрь 1868 г.). «О голубом цвете неба, поляризации небесного света и вообще о поляризации света облачной материей» . Труды Королевского общества . 17 : 223–33. Bibcode : 1868RSPS ... 17..223T . DOI : 10.1098 / rspl.1868.0033 . JSTOR 112380 . 
  3. ↑ Лорд Рэлей (июнь 1871 г.). «О рассеянии света мелкими частицами». Философский журнал . 41 (275): 447–51.
  4. Перейти ↑ Watson, JG (июнь 2002 г.). «Видимость: наука и регулирование» . J. Управление воздухом и отходами. Доц . 52 (6): 628–713. DOI : 10.1080 / 10473289.2002.10470813 . PMID 12074426 . Проверено 19 апреля 2007 года . 
  5. ^ a b Гиббс, Филипп (май 1997 г.). "Почему небо синее?" . Usenet Physics FAQ . Проверено 11 декабря 2012 года .
  6. ^ Ван Фландерн, Т .; К. Пулккинен (1980). «Формулы низкой точности для планетарных положений». Серия дополнений к астрофизическим журналам . 31 (3): 391. Bibcode : 1979ApJS ... 41..391V . DOI : 10,1086 / 190623 .
  7. ↑ Ю. Тимофеев и А. В. Васильев (1 мая 2008 г.). Теоретические основы оптики атмосферы . Cambridge International Science Publishing. п. 174. ISBN 978-1-904602-25-5.
  8. ^ Craig F. Bohren и Евгений Эдмунд Clothiaux (2006). Основы атмосферной радиации: введение с 400 проблемами . Wiley-VCH . п. 427. Bibcode : 2006fari.book ..... B . ISBN 978-3-527-40503-9.
  9. ^ "Синева сверху" . USA Today . 11 апреля 2001 . Дата обращения 3 июня 2015 .
  10. ^ а б Дэвид К. Линч; Уильям Чарльз Ливингстон (2001). Цвет и свет в природе . Издательство Кембриджского университета . п. 31. ISBN 978-0-521-77504-5.
  11. ↑ Национальная служба погоды (15 июля 2005 г.). «Глава 3: Излучение и температура» (PDF) . Анкоридж, Аляска : NOAA . Архивировано из оригинального (PDF) 16 октября 2011 года . Проверено 15 февраля 2012 года .
  12. ^ Darula, S .; Киттлер, Р. (сентябрь 2002 г.). «Общий стандарт неба, определяющий распределение яркости» (PDF) . Proc. Конф. eSim 2002 . Монреаль . С. 11–13 . Проверено 26 августа 2013 года .
  13. ^ Янг, А. (2006). «Зеленые вспышки с первого взгляда» . Государственный университет Сан-Диего . Проверено 5 марта 2009 года .
  14. ^ Неф, CR "Красный закат, зеленая вспышка" . Государственный университет Джорджии . Гиперфизика . Проверено 11 августа 2010 года .
  15. ↑ О'Коннелл, DJK (1958). «Зеленая вспышка и другие явления низкого солнца». Кастель Гандольфо: Ватиканская обсерватория, Ricerche Astronomiche . 4 : 7. Bibcode : 1958RA ...... 4 ..... O .
  16. Перейти ↑ Cowley, Les (2 августа 2009 г.). «Тень Земли» . Проверено 15 февраля 2012 года .
  17. ^ Линч, Дэвид К .; Ливингстон, Уильям Чарльз (июль 2001 г.). Цвет и свет в природе (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 38, 39. ISBN 978-0-521-77504-5.
  18. ^ Бромберг, Ирвин (4 апреля 2011). «Продолжительность сумерек» . Университет Торонто . Проверено 15 февраля 2012 года .
  19. ^ Деннис Eskow (март 1983). «Сделайте свой собственный прогноз погоды» . Популярная механика . 159 (3): 148.
  20. ↑ Национальная служба погоды, Окснард, Калифорния (2012). «Климат Лос-Анджелеса» . Штаб-квартира Национальной метеорологической службы в Западном регионе . Проверено 16 февраля 2012 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  21. ^ Марк Мур (25 марта 2009 г.). Прогнозирование месторождений - краткое изложение. Проверено 15 февраля 2012 года.
  22. ^ Джерри Уилсон (2012). Skywatch: Признаки погоды. Архивировано 7 апреля 2004 года на Wayback Machine. Проверено 25 мая 2008 года.
  23. ↑ Central Pacific Hurricane Center (23 июля 2006 г.). Наблюдения за тропическими циклонами. Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 5 мая 2008 г.
  24. ^ "Столетие США в эксплуатации полетов: Ранний полет на воздушном шаре в Европе" . Архивировано из оригинала 2 июня 2008 года . Проверено 4 июня 2008 года .
  25. ^ Дж. Гуревич; С. М. Шайнер и Г. А. Фокс (2006). Экология растений (2-е изд.). Sinauer Associates, Inc., Массачусетс.

внешняя ссылка

  • Почему небо синее?