الأسباب وراء تغيير لون السماء

أسباب تغير لون السماء

يتغير لون السماء خلال غروب الشمس وشروقها إلى مجموعة متنوعة من الألوان الزاهية ودرجاتها، حيث قد تظهر عدة ألوان في آن واحد، متداخلة فيما بينها. هناك سبب رئيسي وراء هذا التغير في ألوان السماء أثناء النهار وفي أوقات شروق الشمس وغروبها، وهو ظاهرة التشتت. يمكن توضيح هذه الظاهرة وطرق حدوثها وأسبابها كما يلي:

ظاهرة التشتت

التشتت (بالإنجليزية: Scattering) هو ظاهرة طبيعية تؤدي إلى تشتت موجات الضوء الناتجة عن الأشعة الشمسية في اتجاهات مختلفة. تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل الباحث الجوي ستيفن أكرمان (بالإنجليزية: Steven Ackerman) في جامعة ماديسون بولاية واشنطن، وقدم هذا الاكتشاف تفسيرات للعديد من الظواهر الكونية في مجالات متعددة.

تمكن العالم ستيفن من خلال نظرية التشتت من تفسير الألوان المختلفة التي نراها في السماء، حيث تطلق الشمس أشعة ضوئية ذات طبيعة موجية تصل إلى غلافنا الجوي الذي يحتوي على جزيئات صغيرة مثل الغبار. تتفاعل هذه الجسيمات مع الأشعة، مما يؤدي إلى تشتتها وتوزيعها في السماء.

العوامل المؤثرة في التشتت

يستند تغير لون السماء وظهورها بألوان متباينة إلى عاملين رئيسيين، وهما:

• الطول الموجي

عندما تكون الشمس بعيدة عن الأفق، يتم تشتت الأشعة ذات الأطوال الموجية الكبيرة بشكل أكبر من تلك القصيرة، مما يؤدي إلى رؤية السماء باللون الأزرق في معظم الأوقات. بينما عندما تقترب الشمس من الأفق، يحدث تشتت أقل للأمواج الطويلة مثل اللون الأحمر، الذي يتمتع بأكبر طول موجي.

• حجم الجسيمات التي تسقط عليها الضوء

كيفية حدوث ظاهرة التشتت

تشع الشمس الضوء الأبيض نحو الأرض، وفي مسار هذه الأشعة نحو الأرض لا تصطدم بأي شيء. ولكن عند دخولها الغلاف الجوي، فإنها تصطدم بجزيئات الغلاف والجسيمات وقطرات الماء، مما يؤدي إلى انكسار الضوء وتكوين أشعة بألوان متعددة.

تكون الشمس خلال أوقات الغروب والشروق أقرب إلى الأفق، مما يسمح للأشعة الشمسية بالمرور عبر عدد أكبر من الجسيمات مقارنة بفترة الظهيرة، حيث تكون الشمس بعيدة عن الأفق وجزيئات الغلاف الجوي. في هذه الأثناء، تتشتت الألوان الزرقاء والبنفسجية بعيدًا، بينما تزداد ظهور الألوان الأخرى، مثل الأصفر والبرتقالي والأحمر.

تغطي هذه الألوان المسار الطويل في الغلاف الجوي، متفوقةً على الألوان الأخرى، بينما تنتقل الأشعة الشمسية كموجات، حيث لكل موجة طول موجي وتردد خاص بها. يعتبر اللون الأحمر هو الأكثر طولاً من حيث الطول الموجي. بينما يعتبر اللون الأزرق والبنفسجي الأقل في الأطوال الموجية للضوء. يفسر هذا سبب ظهور السماء باللون الأزرق في الأيام الصافية، حيث يُعد هذا اللون الأكثر بروزًا من بين الألوان الأخرى.