При ясном или малооблачном небе главная роль в освещении Земли принадлежит прямым солнечным лучам. Но роль рассеянного света тоже велика. Он освещает те места, куда прямые лучи не попадают. Так, в чаще леса, в глубоком овраге, в комнате, окна которой обращены на север, вполне светло. В пасмурную погоду всё освещает тоже лишь рассеянный свет.

4.16 После заката

Когда Солнце уже скрылось за горизонтом, земная поверхность освещается рассеянным светом. Этот свет исходит от той части небосвода, что ещё освещена солнечными лучами. Благодаря рассеянному свету переход ото дня к ночи и от ночи ко дню происходит не мгновенно, а растягивается на некоторый промежуток времени, называемый сумерками. И при облачном небе ночь наступает позже, чем в ясную погоду. Облака, покрывающие небо, активно участвуют в рассеянии света.

4.17 Ночь

Главным источником света ночью является Луна. Она посылает на Землю свет Солнца, отражённый её поверхностью. Лунная освещённость едва достигает десятитысячных долей процента солнечной (0,0002 – 0,0003%). Однако мы способны видеть и в безлунные ночи. Можно предположить, что нам светят звёзды, но их свет очень слабый. Помимо звёзд, свет исходит от самого ночного неба. Ночное свечение атмосферы – это свечение разрежённых газов, присутствующих в составе воздуха на высотах от 80 до 300 километров.

4.18 Почему Солнце на закате красное?

Как мы уже говорили, солнечный диск имеет белый цвет с жёлтым оттенком, потому что большая часть испускаемых им видимых лучей лежит в жёлто-зелёной части спектра.

Днём мы можем наблюдать истинный цвет ближайшей к нам звезды. Но на закате небесное светило всегда краснеет. Почему так происходит?

Солнечный свет рассеивается атмосферой, причём лучи разного цвета подвержены этому в разной степени. Фиолетовые будут рассеиваться намного сильнее, чем красные (в точном выражении в 16 раз).

Прямой свет теряет за счёт рассеяния в основном синие и фиолетовые лучи. На цвет Солнца в зените это не оказывает большого влияния. Но когда оно опускается к горизонту, его лучи вынуждены проходить в атмосфере всё больший и больший путь, и они все сильнее рассеиваются атмосферой.

В процессе рассеяния потери коротковолновых, то есть фиолетовых, синих и голубых лучей, становятся всё более заметными. Таким образом, из светового потока до земной поверхности доходят преимущественно длинноволновые лучи – красные и оранжевые. Поэтому цвет Солнца становится сначала оранжевым, а затем красным.

4.19 Почему небо голубое?

В предыдущем разделе мы упомянули о том, что фиолетовые лучи, входящие в состав белого солнечного света, воздух рассеивает в 16 раз сильнее, чем красные. Следовательно, в рассеянном свете их в 16 раз больше. Синие лучи подвержены этому меньше, чем фиолетовые, но больше, чем голубые.

Если все цветные рассеянные лучи смешать в том соотношении, в котором они доходят до поверхности нашей планеты, то эта смесь будет иметь голубой оттенок. Именно поэтому мы видим небо голубым.

Красный цвет закатного Солнца и голубой цвет неба – всё это следствия рассеяния. После того как прямой солнечный свет проходит сквозь толщу воздуха, в нём остаются преимущественно длинноволновые лучи (красные), а в рассеянный свет попадают коротковолновые (голубые).

4.20 Почему облака и туманы белые?

Облака и туманы тоже рассеивают свет, но иначе воздуха. В облаках лучи всех длин волн рассеиваются одинаково. Этим объясняется их белый цвет. В воздухе лучи разных длин волн рассеиваются по-разному, а при рассеянии на капельках воды (из которых состоят облака и туман) все они рассеиваются однообразно. Это сильно влияет на окраску неба. Когда атмосфера становится менее прозрачной и в воздухе появляется дымка, небо больше не кажется таким голубым, как при ясной погоде. Капельки воды в воздухе уменьшают синеву неба, делая его белёсым.