چرا خورشید هنگام غروب قرمز و نارنجی می‌شود؟

زیبایی خورشید در شامگاه بسیار جالب و دیدنی است اما کسانی که در شهرها زندگی می‌کنند از این زیبایی بی‌بهره هستند. بی‌گمان همة افراد چندین بار غروب خورشید را در کوهستان، کویر، کنار دریا و یا در مزرعه‌ای دیده‌اند و محو تماشای هنرنمایی و چیره‌دستی طبیعت در ترکیب رنگ‌ها شده‌اند. اگر از جنبه هنری و ادبی زیبایی غروب خورشید بگذریم و از لحاظ علمی این پدیده را بنگریم درک این زیبایی بطور حتم دوچندان خواهد شد.هنگام غروب نور خورشید باید از بین توده‌ای از هوا و ذرات معلق در آن عبور کند این عامل سبب می‌شود که خورشید تار و قرمز به نظر برسد. میزان رنگ‌پذیری به خود هوا یا تا اندازه‌ای به آئورسلها (Aerosols) و ذرات معلق در هوا بستگی دارد. مقدار جذب و قرمز شدن ناشی از مجموع اثر جذب واقعی بخار آب، ازون و همچنین پراکنش ناشی از گازهای جوی، آئروسل‌ها و ذرات غبار است. آئروسل‌ها تجمعات کوچکی از گازها و مایعات هستند که اطراف هسته‌های متراکم بسیار ریزی مثل ذرات غبار به هم فشرده شده‌اند.آئروسل‌ها بقدری کوچک هستند که به مدت طولانی در جو به صورت معلق می‌مانند. این ذرات به کندی رشد می‌کنند وقتی سنگین می شوند همراه با ذرات غبار درشت‌تر به خارج از جو یعنی بر روی زمین فرومی‌ریزند و ذرات آئروسل جدید تشکیل شده بطور پیوسته‌ جای آنها را می‌گیرند.بخار آبی که باعث جذب واقعی در بعضی نوارهای طول موج طیف می شود گاهی نوارهای بارانی نامیده می‌شوند به این دلیل که نوارهای باران اغلب نوار قرمز را جذب می‌کنند و تمرکز زیاد آب سبب می‌شود که آسمان متمایل به سبز جلوه دهد.ازون نوارهای پخشی ضعیفی در رنگ سبز و نوارهای پخشی قوی‌تر در ماورای بنفش دارد. دلیل اصلی آن که خورشید هنگام غروب به رنگ سرخ درمی‌آید این است که معمولاً بیشتر آئروسل‌ها و گازهای جوی نور‌آبی را قوی‌تر و شدیدتر از نور قرمز پخش می‌کنند. نور قرمز خورشید به چشم وارد می‌شود اما نور آبی آن در تولید رنگ آبی آسمان از بین می‌رود. ازون نیز به این پدیده کمک می‌کند.حدود ۸۰ درصد جو را گازهایی چون نیتروژن تشکیل می‌دهد. پراکندگی بواسطه این گاز به شدت طول موج بستگی دارد و به سمت نورآبی پیوسته در حال افزایش است. این پراکندگی به افتخار لردریلای که اولین بار توضیح ریاضی این پدیده را ارائه داده پراکندگی ریلای نامیده می‌شود. حدوداً نیمی از علت آبی بودن آسمان به دلیل پراکندگی ریلای و نیمی دیگر به علت پراکندگی ائروسل، ازون و جذب ایجاد می‌شود.در آب و هوای صحرایی بخار آب کمتری وجود دارد بنابراین کمترین مقدار آئروسل در آن وجود دارد و به این خاطر آسمان کاملاً آبی بنظر می‌رسد. در آب و هوای شهری در مقایسه با آسمان صحرایی آسمان متمایل به سفید همراه با ته رنگ آبی کم‌رنگ است. در هنگام روز میدان دید افق نشانة خوبی است از مقدار قرمزی که در غروب خورشید در آن شامگاه دیده خواهد شد.شدت نور خورشید از طلوع تا هنگام ظهر افزایش یافته و از هنگام ظهر تا هنگام غروب بتدریج افت می‌کند. از دید چشم ما خورشید در تمام روز تا هنگام غروب درخشندگی ثابتی دارد. کسی که موقع اعتدالین در ناحیة بیابانی به سمت غرب رانندگی کرده باشد می‌تواند درست در لحظة غروب تیره شدن درخشش خورشید را به چشم ببیند. دلیل اینکه بین چشم و فیلم عکاسی اختلاف وجود دارد این است که چشم بطور لگاریتمی عکس‌العمل نشان می‌دهد ولی فیلم عکاسی بصورت خطی.یک تغییر بینایی به مقدار یک درجه از درخشندگی برابر با ۱۰ درجه تغییر در روی فیلم عکاسی است این یکی از علت‌های باارزش سیستم تنظیم دیافراگم دوربین عکاسی در گرفتن یک عکس خوب است. تنظیم خودکار چشم با درخشندگی منظره ممکن است مورد دیگری از قضاوت اشتباه را پدید آورد که این عمل را می‌توان از یک سیستم جمع‌آوری انرژی خورشید انتظار داشت. یک روز مه‌آلود یا پرغبار ممکن است به روشنایی یک روز صاف به نظر برسد. این خطای بینایی تقریباً به این علت است که آسمانی که ما هر روز می‌بینیم ناحیة نزدیک به افق است. خورشید در آسمان صاف درخشنده است و سایه‌ها واضح و مشخص هستند در حالیکه این آسمان افق مایل به سفید روشن است. در روزهایی با آسمان صاف سیستم جمع‌آوری انرژی خورشید عالی کار می‌کند ولی در روزهای ابری انرژی مفید زیادی جذب نخواهد کرد زیرا سیستم جمع‌آوری انرژی خورشید نیز مانند فیلم عکاسی در مقایسه با چشم ما که لگاریتمی عمل می‌کند تقریباً خطی است.گاهی خورشید در هنگام غروب در حال فرورفتن به زیر ابرها دیده می‌شود اما هیچ رنگ‌آمیزی جالبی روی ابرها دیده نمی‌شود این بدان علت است که فواصل خالی در بین ابرها بقدری نیست که نور خورشید از میان آنها به ابرها برسد.در برخی جاها غروب خورشید از طلوع آن زیباتر و در برخی جاهای دیگر برعکس است بدین سبب که به محل قرار داشتن ابرها بستگی دارد. در هر ناحیه ویژگی و وضعیت هوای محلی تأثیر زیادی بردرخشندگی خورشید در هنگام طلوع یا غروب دارد.در شهرها نمی‌توان به خوبی از غروب در آسمان صاف لذت برد ولی مواقعی است که امکان داردخورشید هنگام غروب، هوای کثیف و آلوده به گرد و غبار را نیز بطور ظریفی رنگی جلوه دهد.وقتی که آسمان صاف است در هنگام غروب، افق غربی زرد روشن است که در میان رنگ آبی آسمان روز محو می‌شود. وقتی سایة زمین از سمت الرأس گذشته و در آسمان غربی است، اغلب لکة زرد کم‌رنگ یا متمایل به صورتی می‌توان مشاهده کرد که بصورت پوشش دایره‌ای به ۲۰ تا ۳۰ درجه بالای محل خورشید در زیر افق می‌رسد.رنگ‌هایی که خورشید در هنگام غروب به خود می‌گیرد همراه با تابش شفق ممکن است تا حدی برسد که دورنمایی پوشیده از برف را رنگی نشان دهند. زمانیکه خورشید از سطح افق پایین تر می‌رود و خط مرزی بین شفق و شب در قسمت غرب ناپدید می‌شود، سبز گوگردی تابش زرین را به سمت افق می‌راند. در جهت غرب اگر آن طرف افق صاف باشد نزدیک مرز نور و سایه ممکن است لکه‌های سرخ رنگی دیده می‌شود.اکنون روشن‌ترین ستاره‌ها در بالای افق غربی دید، این منظره یکی از جالب‌ترین مناظر زیبا و آرام‌‌بخش در طبیعت خواهد بود. اندکی پس از غروب خورشید، نور آبی که از ناحیة روشن جو می‌رسد هنوز در حدی است که با نور خورشید رسیده از حاشیة پایین ناحیة روشن درهم می‌آمیزد و نور ارغوانی نسبتاً کمیابی را ایجاد می‌کند. برای دیدن این نور ارغوانی هنگام غروب خورشید در یک آسمان صاف، یعنی حدوداً ۱۲ دقیقه پس از غروب به ۲۰ تا ۳۰ درجة بالای افق غربی باید نگاه کرد.

منابع:- Sunsets, twilights, and evening skies.Aden & Marjorie Meinel
روزنامه اطلاعات