أسباب تغير لون السماء وتفسير الظواهر المرتبطة بها

يُعد تغيير لون السماء من الظواهر التي ألهمت الفلكيين منذ فترات طويلة، حيث كان الناس يخشون هذه التغيرات ويعودون بها إلى أسباب غير علمية. ومع ذلك، فإن السبب الفعلي وراء تغير لون السماء هو التفاعل المعقد بين أشعة الشمس والغلاف الجوي المحيط بالأرض. ينتقل الضوء إلينا في شكل موجات، ولكل لون تردد خاص به، لذا خصصنا هذا المقال لنتناول تحليل أسباب تغيير لون السماء.

أسباب تغيير لون السماء

• يبدأ تغير لون السماء منذ شروق الشمس وينتهي عند غروبها، حيث تتألق السماء بألوان متنوعة ومشرقة، مثل البني المائل إلى الحمرة.
• كما تظهر الألوان البرتقالية والصفراء والبنفسجية والأحمر القاني، ويمكن أن نلاحظ وجود مجموعة من الألوان المعقدة في سماء واحدة.
  • يرتبط تغير لون السماء بشكل أساسي بظاهرة تشتت أشعة الشمس خلال النهار، وبالأخص أثناء الشروق والغروب، لذا سوف نستعرض ظاهرة التشتت الضوئي بمزيد من التفصيل.

التشتت الضوئي

في هذه الفقرة، سنقوم بتوضيح مفهوم التشتت الضوئي من خلال النقاط التالية:

• تُعد ظاهرة التشتت الضوئي من الظواهر الكونية، حيث تؤدي إلى تشتيت موجات الضوء التي تشع بها أشعة الشمس في اتجاهات مختلفة.
• قام العالم الفلكي ستيفن أكرومان، من جامعة ماديسون في واشنطن، باكتشاف ظاهرة تشتت ضوء الشمس.
• ساعد هذا الاكتشاف في تقديم تفسيرات للعديد من الظواهر الكونية في مجالات متنوعة.
• قام ستيفن أكرومان بتطوير نظرية التشتت الضوئي التي تفسر ظهور الألوان المتنوعة في السماء خلال النهار.
  • حيث أشار إلى أن الشمس تنبعث منها أشعة ضوئية بموجات مختلفة، وعندما تصل هذه الأشعة إلى الغلاف الجوي للأرض، تتفاعل مع الذرات والجسيمات الدقيقة، مثل ذرات الغبار، مما يسهم في تشتيت الضوء في اتجاهات متعددة.

العوامل المؤثرة على ظاهرة التشتت

تعتمد نظرية التشتت الضوئي التي تؤدي إلى تغيير لون السماء إلى ألوان متعددة على عاملين رئيسيين:

• طول الموجة الضوئية: يتفاوت تشتت الأمواج الضوئية بناءً على موقع الشمس بالنسبة للأفق.
  • عندما تكون الشمس بعيدة، يكون تشتت الأمواج الضوئية ذات الطول الموجي الطويل أكبر بكثير مقارنة بالأمواج القصيرة، مما يفسر لنا اللون الأزرق السماوي في معظم فترات النهار.
  • عندما تقترب الشمس من الأفق، مثلما يحدث عند الشروق والغروب، يحدث العكس وتكون الأمواج القصيرة تتشتت بشكل أكثر، مما يجعل السماء تأخذ اللون الأحمر القرمزي.
• حجم الجسيمات التي تسقط عليها الأشعة: يلعب حجم الجسيمات في الغلاف الجوي دورًا مؤثرًا في طبيعة تشتت الضوء.
  • كلما زاد حجم الجسيمات التي تقطعها الأشعة الضوئية، زادت فعالية التشتت، بينما إذا كانت الجسيمات صغيرة وأقل عددًا، فإن عملية التشتت تقل.

كيفية حدوث عملية التشتت الضوئي

سنقوم بشرح كيفية حدوث ظاهرة تشتت ضوء الشمس من خلال النقاط التالية:

• عند شروق الشمس، تصدر الأشعة الضوئية بلون أبيض.
  • تسير هذه الأشعة البيضاء نحو الأرض دون انكسار أو تشتت، ولكن عند اقترابها من الأرض واختراقها للغلاف الجوي الذي يحتوي على ذرات الغبار وقطرات الماء، يحدث انكسار وتشتت للضوء الأبيض، مما يؤدي إلى انكسار وتحليل الضوء إلى مجموعة من الألوان.
• تكون الشمس أثناء الشروق والغروب أقرب إلى الأفق مقارنة بفترة الظهيرة.
  • هذه الحالة تؤدي إلى زيادة سماكة الجسيمات التي تمر بها أشعة الشمس، مما ينتج عنه تشتت اللونين الأزرق والبنفسجي (القصير)، وبالتالي يظهر اللون الأحمر والبرتقالي والأصفر.
• تحجب هذه الألوان (الأحمر والأصفر والبرتقالي) التي تتمتع بطول موجة كبير، الألوان الأخرى مثل الأزرق والبنفسجي خلال فترة الشروق والغروب، بينما يظهر اللون الأزرق السماوي خلال فترة الظهيرة، خاصة في الطقس الجيد، لأن اللون الأزرق هو الأكثر إشراقًا مع الموجة الأقصر.

سبب تحول لون السماء إلى الأحمر القاني في الصين

• شهد سكان المنطقة الشرقية من الصين تحول لون السماء إلى الأحمر القاني في التاسع من مايو الماضي، مما أثار الذعر في نفوسهم.
• في حين أكدت هيئة الأرصاد الجوية والفلكية أن هذه الظاهرة طبيعية ولكن نادرة ولا تستدعي القلق.
• لاحظ سكان مدينة تشوشان الساحلية في مقاطعة تشيجيانغ الشرقية تحول لون السماء عند الغروب إلى الأحمر القاني، مما جعلهم يخشون أن يكون هذا نتيجة لحريق.
• ومع ذلك، أعلن المرصد الفلكي في المدينة أن سبب تغير لون السماء إلى الأحمر القاني كان نتيجة انكسار أضواء السفن في ميناء مدينة تشوشان.
• وأضافت صحيفة الغارديان البريطانية أن الظروف الجوية في تشوشان كانت ملائمة لحدوث هذا النوع النادر من الانكسار، حيث كانت السماء غائمة ومليئة بذرات الضباب، مما أدى إلى ظهور اللون الأحمر غير المعتاد.