Foto týdne
Úvod
Pozorujeme-li oblohu při východu nebo západu Slunce, můžeme si všimnout několika zajímavých a často vzácných úkazů. Tyto fenomény souvisí s lomem světla v atmosféře a souhrně se nazývají soumrakové jevy.
Vznik
Pro pochopení vzniku soumrakových jevů musíme zabrousit do optiky. Příčinu vzniku je nutno hledat ve změnách spektrálního složení přímého a rozptýleného slunečního světla při průchodu vrstvami atmosféry.
Vzduch zde funguje jako optický hranol, který bílé sluneční světlo láme, jednotlivé spektrální části rozptyluje, popřípadě je selektivní absorpcí pohlcuje. Přitom je nutné uvažovat nejen rozptyl na molekulách vzduchu, ale také rozptyl světla na částicích prachu a vodní páry (tzv. Rayleighův rozptyl).
Typy soumrakových jevů:
1. Červánky
2. Zelený záblesk
3. Soumrak
4. Temný soumrakový oblouk a Venušin pás
5. Jasný soumrakový oblouk
6. Noční svítící oblaky
Následující animace nám pomůže nejen k pochopení vzniku soumrakových jevů, ale taky se zde dozvíme, proč se zdá Slunce v poledne žluté, nebo proč je obloha modrá.
Červánky
Červánky jsou vžité označení pro světelné jevy v atmosféře, které se vyskytují v době východu a západu slunce, není-li obloha zcela zatažena oblaky.
Červánky vznikají lomem slunečních paprsků v atmosféře a rozptylem na molekulách vzduchu, částicích prachu apod. Velikost rozptylu se zmenšuje s rostoucí vlnovou délkou procházejícího záření. To v praxi znamená, že modrá a fialová část slunečního spektra se v atmosféře rozptyluje více než oranžová a červená. Proto je během dne obloha modrá. (více v článku Modrá obloha).
V období západu a východu slunce je červená část slunečního spektra atmosférou méně zeslabená než ostatní části spektra, a proto ve slunečním záření převažuje a oblaky nasvícené tímto světlem jsou oranžové až červené.
Pomocí barvy červánků lze také amatérsky předpovědět počasí pro následující den (více v článku Jak jednoduše předpovídat počasí).
(13.6.2008; Valašské Meziříčí)
(7.7.2010; NP Femundsmarka, Norsko)
Červánky zabarvený vrchol Stolu (12.12.2010; Bled, Slovinsko)
Zelený záblesk
Zelený záblesk neboli zelený paprsek je skutečně vzácný jev, kdy pozorujeme zelené nebo modré krátkodobé zabarvení oblohy, často jen záblesk, vycházející zdánlivě z vrchního okraje slunečního kotouče při jeho východu nebo západu. Je pozorovatelný pouze tehdy, je-li vzduch průzračný a obzor zřetelně viditelný, tj. bez výskytu zákalu nebo kouřma.
Princip vzniku tohoto vzácného jevu se vysvětluje tak, že paprsek přímého slunečního záření procházející atmosférou šikmo k zemskému povrchu se vlivem lomů (astronomické refrakce) rozkládá, tak jako by procházel hranolem. Astronomická refrakce je největší pro fialovou, dále modrou a zelenou část spektra a nejmenší pro červenou.
To se děje v míře tím větší, čím je Slunce blíže k obzoru. Modré paprsky slunečního světla přicházejí k pozorovateli strměji než paprsky červené, proto modrý obraz slunečního kotouče leží výše než červený (viz.obr). Mezi oběma pak leží obrazy v ostatních spektrálních barvách. V těsné blízkosti obzoru je disperze u žlutých a fialových paprsků asi 38''. Protože je viditelný úhlový průměr Slunce 32' a disperze světla 38'', je zřejmé, že větší část barevných obrazů se složí a dává bílé světlo, a jen okrajové barvy zůstávají čisté. Oko však tyto barevné okraje nerozlišuje, neboť jejich úhlová šířka je několik úhlových vteřin. Avšak při západu Slunce, je-li Slunce již tak hluboko, že červené a žluté sluneční kotouče zmizely pod obzorem, vystupuje ještě jen nejhořejší zelený a modrý okraj. (archiv.astronomie.cz)
Obr. Vliv astronomické refrakce (archiv.astronomie.cz)
Zelený záblesk (6.6.2013; Kruje, Albánie)
Modrý záblesk (8.1.2011; Vremščica, Slovinsko)
Ukázkový zelený záblesk (Pekka Parviainen; 1992, Finsko)
Soumrak a svítání
Slunce ozařuje atmosféru i po západu, a tím vzniká večerní soumrak a ranní svítání. Tma nenastává ihned po západu Slunce, nýbrž ji předchází období stále slábnoucího jasu oblohy. Totéž pozorujeme v obráceném sledu ráno před východem Slunce. Jestliže v určitém místě na povrchu Země Slunce zapadlo a je již pod obzorem, ovzduší nad tímto místem je stále ještě osvětlováno slunečními paprsky.
Rozlišujeme tyto druhy soumraku:
a) občanský: končí, když už si musíme na drobnou práci rozsvítit, Slunce je 6° pod obzorem.
b) nautický: trvá až do chvíle, kdy Slunce dosáhne polohy 12° pod obzorem. Od této chvíle je na obloze možno pozorovat již většinu hvězd viditelných pouhým okem.
c) astronomický: končí teprve tehdy, když rozptýlené sluneční světlo v horních vrstvách atmosféry je tak nepatrné, že je již nemůžeme pozorovat. To je v okamžiku, když Slunce klesne 18° pod obzor.
V našich zeměpisných šířkách v období od konce května do poloviny července Slunce neklesne 18° pod obzor a nenastává tudíž vůbec astronomická noc. Trvání soumraku je v různých místech zemského povrchu určeno jednak zeměpisnou šířkou místa, ale i stavem atmosféry. Nejkratší soumrak je na rovníku a jeho trvání se prakticky nemění. Od určité zeměpisné šířky může dojít ke splynutí večerního a ranního soumraku - tzv. bílé noci. V místech se zeměpisnou šířkou, kde Slunce po určitou část roku nezapadá nastává tzv. polární den, v opačném případě nastává polární noc.
Jak to vypadá se západem Slunce a soumrakem dnes (www.observatory.cz).
Temný soumrakový oblouk a Venušin pás
Tento poměrně častý jev bývá často opomíjen, přesto je velice zajímavý.
Pokud jste netušili, co to temný soumrakový oblouk je, vězte, že nejde o nic jiného, než o stín Země promítnutý do naší atmosféry. Horní načervenalý lem kopírující tento oblouk pak nazýváme Venušiným pásem.
I zabarvení Venušina pásu do červena má jednoduché vysvětlení – je způsobeno tím, že sluneční paprsky zapadajícího Slunce musejí procházet velmi silnou vrstvou vzduchu, v němž je, ať již vlivem rozptylu, tak i pohlcením především vodním aerosolem, modrá složka světelného spektra odfiltrována. V konečném důsledku se tak světlo jeví jako načervenalé, tak jak jej známe z pozorování zapadajícího Slunce.
Temný soumrakový oblouk a Venušin pás (12.12.2010; Karavanky, Slovinsko)
Jasný soumrakový oblouk
S klesajícím Sluncem stoupá čím dál rychleji hranice stínu nad obzor, stín se stává méně zřetelným a při poloze Slunce asi 5° pod obzorem prakticky mizí. Zatímco východní obzor v tuto chvíli již zcela potemněl, nad západním se vyvíjí jasný soumrakový oblouk, který je nahoře neurčitě ohraničený žlutozeleněmodrou obrubou, která přechází ve ztemnělou oblohu. Tento jasný oblouk vzniká roztýleným slunečním světlem na těch částech atmosféry, které leží nad hranicí postupujícího zemského stínu. Ohraničení oblouku proto odpovídá těm výškám, kde je již hustota vzduchu zanedbatelná, a proto zde již vzduch rozptyluje přímé sluneční světlo jen velmi málo. Výpočtem lze odvodit, že touto hranicí je výška cca 80 kilometrů.
Jasný soumrakový oblouk (11.12.2010; Karavanky, Slovinsko)
Noční svítící oblaka
O tomto fenoménu se dočtete ve článku Noční svítící oblaky.
Noční svítí oblaky (13.7.2009; Valašské Meziříčí)
Zdroje a odkazy
Archiv.astronomie.cz: Znáte soumrakové jevy? (Petr Skřehot, 25.3.2005, cit.21.1.2011)
Observatory.cz: západy a východy slunce, soumraky (Štefánikova hvězdárna Praha)
Techmania.cz: Soumrakové jevy (Techmania 2008, cit.21.1.2011)
Honza
jan.husak@ursus.cz
21. 1. 2011