Atmosferik optik - Atmospheric optics

Bir renkli gökyüzü nedeniyle dolaylı için genellikle güneş ışığı olan dağınık oksijen molekülleri ve kapalı parçacıkları gibi, sis , kurum ve bulut bir bu fotoğrafta görüldüğü gibi, damlacıklar günbatımı sırasında Ekim 2007 Kaliforniya orman yangınları .

Atmosferik optik , "atmosferin optik özelliklerinin veya atmosferik süreçlerin ürünlerinin incelenmesidir .... çıplak gözle fark edilebilenlerin ötesinde zamansal ve uzamsal çözünürlükler [dahil]". Meteorolojik optik , "çıplak gözle gözlemlenebilen kalıpların incelenmesiyle ilgili atmosferik optiğin bir parçasıdır". Bununla birlikte, iki terim bazen birbirinin yerine kullanılır.

Bu makalede anlatıldığı gibi meteorolojik optik fenomenler, Dünya atmosferinin optik özelliklerinin çok çeşitli optik fenomenlere ve görsel algı fenomenlerine nasıl neden olduğu ile ilgilidir .

Meteorolojik olayların örnekleri şunları içerir:

  • Mavi renk gökyüzünün. Bu, daha yüksek frekanslı /daha kısa dalga boylu (mavi) güneş ışığını tekrar gözlemcinin görüş alanına yönlendiren Rayleigh saçılmasından kaynaklanmaktadır .
  • Gün doğumu veya gün batımı sırasında olduğu gibi kalın bir atmosferde gözlendiğinde Güneş'in kırmızımsı rengi . Bunun nedeni kırmızı ışığın mavi ışıktan daha az saçılmasıdır . Kırmızı ışık gözlemcinin gözüne ulaşırken mavi ışık görüş hattının dışına saçılır.
  • Alacakaranlıkta ve şafakta parlayan gökyüzü gibi gökyüzündeki diğer renkler . Bunlar , farklı açılarda farklı renkler saçan gökyüzündeki ek parçacıklardan geliyor.
  • Halolar , gün batımı sonrası kızıllıklar , koronalar ve güneş köpekleri . Bunlar, buz kristalleri ve atmosferdeki diğer parçacıklar tarafından saçılma veya kırılmadan kaynaklanır. Farklı parçacık boyutlarına ve geometrilerine bağlıdırlar.
  • Seraplar . Bunlar, havanın kırılma indisindeki termal değişimler nedeniyle ışık ışınlarının büküldüğü ve uzaktaki nesnelerin yer değiştirmiş veya ağır biçimde bozulmuş görüntülerini ürettiği optik olaylardır . Bununla ilişkili diğer optik fenomenler arasında, Güneş'in çarpık bir şekil ile tahmin edilenden daha erken doğduğu veya daha geç battığı görülen Novaya Zemlya etkisi yer alır. Fata Morgana adı verilen muhteşem bir kırılma şekli , ufuktaki veya hatta ufkun ötesindeki nesnelerin (örneğin adalar, uçurumlar, gemiler ve buzdağları) "masal kaleleri" gibi uzun ve yüksek göründüğü bir sıcaklık tersine çevrilmesiyle oluşur. .
  • Gökkuşağı . Bunlar, yağmur damlalarında ışığın iç yansıma ve dağınık kırılmasının bir kombinasyonundan kaynaklanır. Gökkuşakları gökyüzünün güneşten karşı tarafında görüldüğü için , güneş ufka yaklaştıkça gökkuşakları daha görünür hale gelir. Örneğin, güneş tepedeyse, herhangi bir olası gökkuşağı gözlemcinin ayaklarının yakınında belirir, bu da görmeyi zorlaştırır ve gözlemcinin gözleri ile yer arasında çok az yağmur damlası içerir ve herhangi bir gökkuşağını çok seyrek hale getirir.

Görsel yanılsama biçimleri oldukları için dikkat çekici olan diğer fenomenler şunlardır:

Tarih

Meteorolojik optik üzerine bir kitap onaltıncı yüzyılda yayımlandı, ancak 1950 hakkında konu ile bir kitabın geniş dolaşımı ile yaygınlaşmıştır beri konuyla ilgili çok sayıda kitap olmuştur Marcel Minnaert , Açık Air Işık ve Renk 1954 yılında, .

Güneş ve Ay boyutu

Ay'ın göreceli boyutları ile gökyüzünün farklı noktalarındaki bir bulutun karşılaştırılması

In Optik Kitabı (1011-1022 AD), İbn-i Heysem bu vizyonu beyinde oluşur ve kişisel deneyim insanlar görmek ve nasıl gördükleri ve bu vizyon ve algı sübjektiftir ne bir etkiye sahip olduğunu ileri sürdü. Ptolemy'nin insanların neden ufukta Güneş ve Ay'ı gökyüzünde daha yüksek olduklarından daha büyük algıladıklarına ilişkin kırılma teorisine karşı çıkarak, sorunu gerçek genişlemeden ziyade algılanan genişleme açısından yeniden tanımladı. Bir nesnenin mesafesini yargılamanın, nesne ile gözlemci arasında kesintisiz bir araya giren cisimler dizisinin olmasına bağlı olduğunu söyledi. Ancak Ay'da araya giren nesneler yoktur. Bu nedenle, bir cismin boyutu gözlemlenen uzaklığa bağlı olduğundan, ki bu bu durumda yanlıştır, Ay ufukta daha büyük görünür. Eserleri sayesinde Roger Bacon , John Pecham ve Witelo İbn-i Heysem'in açıklama dayalı, Ay yanılsama giderek Ptolemy teorisi, 17. yüzyılda reddedilme ile, psikolojik olgu olarak kabul edilmeye başlandı. 100 yılı aşkın bir süredir, Ay yanılsaması üzerine araştırmalar, her zaman insan algısı konusunda uzmanlaşmış psikologlar olan vizyon bilim adamları tarafından yürütülmüştür . Ross ve Plug, 2002 tarihli The Mystery of the Moon Illusion adlı kitaplarındaki birçok farklı açıklamayı inceledikten sonra , "Hiçbir teori galip gelmedi" sonucuna varıyor.

gökyüzü renklendirme

Burada bir uçaktan olduğu gibi yüksek bir irtifadan bakıldığında, gökyüzünün rengi başucuna doğru yüksekliklerde soluktan karanlığa değişir .

Gökyüzünden gelen ışık , güneş ışığının Rayleigh saçılmasının bir sonucudur ve bu , insan gözü tarafından algılanan mavi bir renkle sonuçlanır. Güneşli bir günde, Rayleigh saçılması gökyüzüne , zirvenin çevresinde en karanlık ve ufka yakın yerlerde parlak olan mavi bir gradyan verir . Havai karşılaşmalarda, gelen ışık ışınları 1 / 38 arasında hava kütlesinin yatay yol karşılaşma boyunca gelenler daha. Bu nedenle, başucu güneş ışınını daha az parçacık saçar ve bu nedenle ışık daha koyu mavi kalır. Mavilik ufuktadır çünkü çok uzaklardan gelen mavi ışık da tercihen saçılır. Bu, görüş hattında saçılan ışığın mavi tonuyla telafi edilen uzaktaki ışık kaynaklarının kırmızıya kaymasıyla sonuçlanır. Başka bir deyişle, kırmızı ışık da saçılır; eğer bunu gözlemciden çok uzakta bir noktada yaparsa, gözlemciye mavi ışığa göre ulaşma şansı çok daha yüksektir. Sonsuza yakın mesafelerde saçılan ışık bu nedenle beyazdır. Uzak bulutlar veya karlı dağ zirveleri bu nedenle sarı görünür; Bu etki, açık günlerde belirgin değildir, ancak bulutlar görüş hattını kaplarken, dağınık güneş ışığından kaynaklanan mavi tonu azaltırken çok belirgindir.

Molekül boyutundaki partiküller nedeniyle (havada olduğu gibi) saçılma , ileri ve geri yönlerde yanal yöne göre daha fazladır. Beyaz ışığa maruz kalan bireysel su damlacıkları, bir dizi renkli halka oluşturacaktır. Bir bulut yeterince kalınsa, birden fazla su damlasından saçılma, renkli halka setini yıkayacak ve soluk beyaz bir renk oluşturacaktır. Sahra'dan gelen toz , subtropikal sırtın güney çevresinde hareket eder , yaz aylarında güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri'ne hareket eder , bu da gökyüzünü maviden beyaz bir görünüme değiştirir ve kırmızı gün batımlarında bir artışa yol açar. Varlığı , havadaki partiküllerin sayısını artırdığı için yaz aylarında hava kalitesini olumsuz etkiler .

La Silla Gözlemevi'ndeki mor gökyüzü .

Gökyüzü kırmızı, turuncu, pembe ve sarı (özellikle gün batımı veya gün doğumu yakınında) ve geceleri siyah gibi çok sayıda renge dönüşebilir. Saçılma etkileri de gökyüzünden gelen ışığı kısmen polarize eder, en çok da güneşten 90°'lik bir açıyla telaffuz edilir.

Gün ışığı şemalarının tasarımı için Uluslararası Aydınlatma Komisyonu (CIE) tarafından gökyüzü parlaklık dağılım modelleri önerilmiştir . Son gelişmeler , açık gökyüzünden bulutlu havaya kadar değişen hava koşullarında gökyüzü parlaklığını modellemek için “tüm gökyüzü modelleri” ile ilgilidir .

Bulut renklendirme

Altokümülüs ve cirrocumulus bulut yanardönerliği oluşumu
Pembe tonlarını gri stratocumulus bulutlarına yansıtan gün batımı.

Dünya'dan bakıldığında bir bulutun rengi, bulutun içinde neler olup bittiği hakkında çok şey anlatır. Yoğun derin troposferik bulutlar, görünür spektrum boyunca yüksek bir yansıma (%70 ila %95) sergiler . Küçük su parçacıkları yoğun bir şekilde paketlenir ve güneş ışığı, yansımadan önce bulutun içine çok fazla nüfuz edemez, bu da bir buluta, özellikle üstten bakıldığında karakteristik beyaz rengini verir. Bulut damlacıkları ışığı verimli bir şekilde dağıtma eğilimindedir, böylece güneş radyasyonunun yoğunluğu gazların derinliklerine doğru azalır. Sonuç olarak, bulut tabanı , bulutun kalınlığına ve ne kadar ışığın yansıtıldığına veya gözlemciye geri iletildiğine bağlı olarak çok açıktan çok koyu griye kadar değişebilir. İnce bulutlar beyaz görünebilir veya çevrelerinin veya arka planlarının rengini almış gibi görünebilir . Tamamen buz kristallerinden ve/veya aşırı soğutulmuş su damlacıklarından oluşuyorsa, yüksek troposferik ve troposferik olmayan bulutlar çoğunlukla beyaz görünür.

Troposferik bir bulut olgunlaştıkça, yoğun su damlacıkları birleşerek daha büyük damlacıklar oluşturabilir ve bu damlacıklar birleşerek yağmur olarak düşecek kadar büyük damlacıklar oluşturabilir. Bu birikim süreciyle, damlacıklar arasındaki boşluk giderek daha da büyür ve ışığın buluta daha da nüfuz etmesine izin verir. Bulut yeterince büyükse ve içindeki damlacıklar yeterince aralıklıysa, buluta giren ışığın bir yüzdesi, emilmeden önce geri yansımayabilir. Bunun basit bir örneği, yoğun yağmurda yoğun sisten daha uzağı görebilmektir. Bu yansıma / soğurma süreci, beyazdan siyaha bulut rengi aralığına neden olan şeydir.

Diğer renkler bulutlarda doğal olarak oluşur. Mavimsi gri, bulut içinde ışık saçılmasının sonucudur. Görünür spektrumda, mavi ve yeşil, ışığın görünür dalga boylarının kısa ucunda, kırmızı ve sarı ise uzun ucundadır. Kısa ışınlar su damlacıkları tarafından daha kolay dağılır ve uzun ışınların emilme olasılığı daha yüksektir. Mavimsi renk, bu tür saçılmaların buluttaki yağmur büyüklüğündeki damlacıklar tarafından üretildiğinin kanıtıdır. Yeşil yayan bir kümülonimbus bulutu , şiddetli yağmur, dolu , kuvvetli rüzgarlar ve olası kasırgalar yapabilen şiddetli bir fırtına olduğuna dair bir işarettir . Yeşil gök gürültülü fırtınaların kesin nedeni hala bilinmiyor, ancak optik olarak çok kalın bulutlardan geçen kırmızı güneş ışığının birleşiminden kaynaklanıyor olabilir. Sarımsı bulutlar, orman yangını mevsiminde ilkbaharın sonundan sonbaharın başlarına kadar oluşabilir . Sarı renk, dumandaki kirleticilerin varlığından kaynaklanmaktadır. Azot dioksit varlığından kaynaklanan sarımsı bulutlar bazen yüksek hava kirliliği seviyelerine sahip kentsel alanlarda görülür.

Kırmızı, turuncu ve pembe bulutlar neredeyse tamamen gün doğumu ve gün batımında oluşur ve güneş ışığının atmosfer tarafından saçılmasının bir sonucudur. Güneş ile ufuk arasındaki açı, gün doğumundan hemen sonra veya gün batımından hemen önce olduğu gibi, yüzde 10'dan az olduğunda, kırmızımsı bir renk tonu olanlardan başka herhangi bir renk görülemeyecek kadar kırılma nedeniyle güneş ışığı çok kırmızı olur. Bulutlar o renge dönüşmez; o saatlerde baskın olan uzun ve dağılmamış güneş ışınlarını yansıtırlar. Efekt, beyaz bir sayfa üzerine kırmızı bir spot ışığı yakmaya çok benzer. Büyük, olgun yıldırımlarla birlikte bu, kan kırmızısı bulutlar üretebilir. Bulutlar yakın kızılötesinde daha koyu görünür çünkü su bu dalga boylarında güneş ışınımını emer .

haleler

Amundsen-Scott Güney Kutbu İstasyonu'ndaki karmaşık bir halo görüntüsünün önünde bir adam .

Halo (ἅλως; bulut, buz yayı veya gloriole olarak da bilinir), güneşten veya aydan gelen ışığın atmosferdeki buz kristalleri ile etkileşimi ile üretilen ve gökyüzünde renkli veya beyaz yaylar, halkalar veya noktalarla sonuçlanan optik bir olgudur. . Birçok hale güneşe veya aya yakın konumlandırılmıştır, ancak diğerleri başka bir yerde ve hatta gökyüzünün karşı tarafındadır. Ayrıca, çok soğuk havalarda , yakındaki havada elmas tozu adı verilen buz kristalleri yüzerken yapay ışıkların etrafında oluşabilirler .

Birçok buz halesi türü vardır. Bunlar tarafından üretilen buz kristallerinin içinde Cirrus veya Cirrostratus yüksek üst bulutların troposfer bir de, yüksekliği adı buz kristalleri ile, çok soğuk havalarda 10 km (6.2 mil), veya 5 km (3.1 mil) arasında elmas tozu sürüklenen düşük seviyelerde havada. Kristallerin özel şekli ve yönü, gözlemlenen hale türlerinden sorumludur. Işık , buz kristalleri tarafından yansıtılır ve kırılır ve dağılma nedeniyle renklere ayrılabilir . Kristaller prizmalar ve aynalar gibi davranırlar , güneş ışığını yüzleri arasında kırıp yansıtırlar , belirli yönlere ışık huzmeleri gönderirler. Dairesel haleler için, tercih edilen açısal mesafe , onları oluşturan buz kristallerinden 22 ve 46 derecedir. Halolar gibi atmosferik fenomenler, hava durumu bilgisinin bir parçası olarak, hava durumu tahmininin ampirik bir aracı olarak kullanılmıştır; bunların varlığı, ılık bir cephenin yaklaştığını ve bununla ilişkili yağmuru gösterir .

Güneş köpekleri

Fargo , Kuzey Dakota'da çok parlak güneş köpekleri . Her bir güneş köpeğinden geçen hale yaylarına dikkat edin.

Güneş köpekleri, güneşin solunda ve sağında, yaklaşık 22° mesafede ve ufkun üzerinde aynı yükseklikte iki ince renkli parlak nokta görünümüyle yaygın bir hale türüdür. Bunlara genellikle plaka şeklindeki altıgen buz kristalleri neden olur . Bu kristaller havada batarken yatay olarak hizalanma eğilimindedir ve güneş ışığını sola ve sağa kırmalarına neden olarak iki güneş köpeği ile sonuçlanır.

Güneş yükseldikçe, kristallerden geçen ışınlar yatay düzlemden giderek daha fazla eğrilmektedir. Sapma açıları artar ve sundoglar güneşten uzaklaşır. Ancak, her zaman güneşle aynı yükseklikte kalırlar. Güneş köpekleri güneşe en yakın tarafta kırmızı renklidir. Renkler daha da mavi veya mor olarak derecelendirilir. Bununla birlikte, renkler önemli ölçüde örtüşür ve bu nedenle sessiz, nadiren saf veya doygundur. Güneş köpeğinin renkleri sonunda parhelik dairenin beyazıyla birleşir (eğer ikincisi görünürse ).

Diğer gezegenlerde ve uydularda görüleceği gibi güneş köpeklerinin biçimlerini tahmin etmek teorik olarak mümkündür. Mars hem su-buz ve CO tarafından oluşturulan sundogs sahip olabilir 2 -ICE. Dev gaz gezegenlerinde - Jüpiter , Satürn , Uranüs ve Neptün - diğer kristaller, amonyak , metan ve dört veya daha fazla sundog ile haleler üretebilen diğer maddelerin bulutlarını oluşturur .

Görkem

Bir gelen buhar en Güneş şan sıcak bahar

Su damlacıklarını içeren yaygın bir optik fenomen zaferdir. Bir şan çok simgesel bir görünen, bir optik bir olgudur Aziz 'in halo ışık tarafından üretilen gözlemcinin başı etrafında, saçılan (bir kombinasyonu kırılma , yansıma ve kırılma eşit büyüklükte su damlacıkları bulutuyla kaynağı doğru). Bir görkem, en dıştaki halkada kırmızı renkler ve en içteki halkada mavi/mor renkler olmak üzere birden fazla renkli halkaya sahiptir.

Açısal mesafe, damlacıkların boyutuna bağlı olarak 5° ile 20° arasında değişen bir gökkuşağından çok daha küçüktür. Zafer, ancak gözlemci doğrudan güneş ve kırılan su damlacıkları bulutu arasında olduğunda görülebilir. Bu nedenle, genellikle havadayken, uçağın bulutlar üzerindeki gölgesini çevreleyen ihtişamla gözlenir (buna genellikle Pilotun Zaferi denir ). Gözlemci seviyesinin altında bulutlar veya sis olduğunda veya yer sisi olan günlerde dağlardan ve yüksek binalardan da zaferler görülebilir. Zafer , optik fenomen anthelion ile ilgilidir .

Gökkuşağı

Birincil yayın iç kısmında çift gökkuşağı ve fazladan gökkuşakları. Fotoğrafçının kafasının gölgesi, gökkuşağı çemberinin merkezini işaretler ( güneş karşıtı nokta ).

Gökkuşağı, güneş ışığı Dünya'nın atmosferindeki nem damlacıklarına parladığında gökyüzünde bir ışık spektrumunun görünmesine neden olan optik ve meteorolojik bir olgudur . Çok renkli bir yay şeklini alır . Güneş ışığının neden olduğu gökkuşakları, her zaman gökyüzünün Güneş'in tam karşısındaki bölümünde görünür, ancak yerdeki gözlemciler için ufkun 42 dereceden fazla üzerinde ortaya çıkmaz. Gökkuşağı aksi takdirde ufkun altında olacağından, onları daha yüksek açılardan görmek için bir gözlemcinin bir uçakta veya bir dağın tepesinde olması gerekir. Gökkuşağını oluşturan damlacıklar ne kadar büyükse, o kadar parlak olacaktır. Gökkuşağı en çok yaz aylarında öğleden sonra gök gürültülü sağanak yağışların yakınında görülür .

Bir dizi yağmur damlasının arkasından tek bir yansıma, gökyüzünde açısal boyutu 40° ile 42° arasında değişen, dışı kırmızı olan bir gökkuşağı oluşturur. Çift gökkuşakları, 50,5° ila 54° açısal boyutu olan ve dışta menekşe rengi olan iki iç yansıma ile üretilir. "Birincil gökkuşağı" (en düşük ve ayrıca normal olarak en parlak gökkuşağı) içinde bir gökkuşağının yayı, yayın dış (veya üst) kısmında kırmızı, iç kısmında ise menekşe rengi gösterir. Bu gökkuşağı, ışığın su damlacıklarında bir kez yansımasından kaynaklanır. Bir çift gökkuşağında, birincil yayın üstünde ve dışında ikinci bir yay görülebilir ve renklerinin sırası terstir (her iki gökkuşağında da kırmızı yüzler diğer gökkuşağına doğru içe doğru). Bu ikinci gökkuşağı, su damlacıklarının içinde iki kez yansıyan ışıktan kaynaklanır. Çift gökkuşağı arasındaki bölge karanlıktır. Bu karanlık bandın nedeni , birincil gökkuşağının altındaki ışık damlacık yansımasından ve üst (ikincil) gökkuşağının üstündeki ışık da damlacık yansımasından gelirken, çift ​​gökkuşağı arasındaki bölgenin herhangi bir ışık göstermesi için bir mekanizma olmamasıdır. su damlalarından yansıyan, hiç.

Gökkuşağı sürekli bir renk yelpazesini kapsar; farklı bantlar (bant sayısı dahil) insan renk görüşünün bir eseridir ve bir gökkuşağının siyah beyaz fotoğrafında herhangi bir türde bantlanma görülmez (sadece bir maksimuma kadar yumuşak bir yoğunluk derecelemesi, sonra solma yayın diğer tarafında bir minimuma kadar). Normal bir insan gözünün gördüğü renkler için, İngilizce'de en sık alıntılanan ve hatırlanan dizi, Isaac Newton'un yedi katlı kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve menekşe (popüler olarak Roy G. Biv gibi anımsatıcılar tarafından ezberlenir ) .

serap

Altı dakika boyunca tek bir yerde alınan çeşitli seraplar. En üstteki iç çerçeve, Farallon Adaları'nın aşağı bir serapını gösterir . İkinci iç çerçeve, sol tarafta yeşil bir flaş gösterir . İki alt çerçeve ve ana çerçeve , Farallon Adaları'nın üstün seraplarını gösterir . Bu üç karede, üstün serap, 3 görüntülü seraptan 5 görüntülü serap ve tekrar 2 görüntülü serap haline dönüşür. Böyle bir görüntü Fata Morgana ile uyumludur .

Bir serap ışık ışınları uzaktaki nesneler veya gökyüzü yerinden bir görüntü üretmek için bükülmüş olduğu bir doğal olarak meydana gelen bir optik bir olgudur. Sözcük İngilizce'ye , "bakmak, merak etmek" anlamına gelen Latince mirare'den gelen Fransızca serap aracılığıyla gelir . Bu, "ayna" ve "hayranlık duymak" ile aynı köktür. Ayrıca kökleri Arapça seraptan gelmektedir .

Bir halüsinasyonun aksine , bir serap, kamerada yakalanabilen gerçek bir optik fenomendir, çünkü ışık ışınları aslında gözlemcinin bulunduğu yerde yanlış görüntüyü oluşturmak için kırılır. Bununla birlikte, görüntünün neyi temsil ediyor göründüğü, insan zihninin yorumlayıcı yetenekleri tarafından belirlenir. Örneğin, karadaki kalitesiz görüntüler, küçük bir su kütlesinden gelen yansımalarla kolaylıkla karıştırılabilir.

Seraplar, "aşağı" (alt anlamına gelir), "üstün" (daha yüksek anlamına gelir) ve " Fata Morgana ", hızla değişen bir serap oluşturan bir dizi alışılmadık şekilde ayrıntılı, dikey olarak yığılmış görüntüden oluşan bir tür üstün serap olarak kategorize edilebilir .

Yeşil parlamalar ve yeşil ışınlar, gün batımından kısa bir süre sonra veya gün doğumundan önce, güneşin üzerinde, genellikle bir veya iki saniyeden fazla olmayan bir yeşil nokta göründüğünde veya gün batımı noktasından yeşil bir ışın çıktığında meydana gelen optik olaylardır . Yeşil parlamalar aslında farklı nedenlerden kaynaklanan bir grup fenomendir ve bazıları diğerlerinden daha yaygındır. Yeşil yanıp sönmeler herhangi bir yükseklikten (bir uçaktan bile) gözlemlenebilir . Genellikle okyanus üzerinde olduğu gibi engelsiz bir ufukta görülürler , ancak bulut tepeleri ve dağ tepeleri üzerinde de mümkündür.

Aydan yeşil bir parıltı ve Venüs ve Jüpiter de dahil olmak üzere ufuktaki parlak gezegenler de gözlemlenebilir.

Fata Morgana

Bir teknenin Fata Morgana'sı

Bu optik fenomen, bir atmosferik kanalın oluştuğu dik bir termal inversiyonda farklı sıcaklıklardaki hava katmanlarından geçerken ışık ışınlarının kuvvetli bir şekilde bükülmesi nedeniyle oluşur. Termal inversiyon, önemli ölçüde daha soğuk hava katmanının üzerinde iyi tanımlanmış bir katmanda daha sıcak havanın bulunduğu atmosferik bir durumdur. Bu sıcaklık inversiyonu normalde olanın tersidir; Hava genellikle yüzeye yakın yerlerde daha sıcak, yukarılarda ise daha soğuktur. Sakin havalarda, önemli ölçüde daha sıcak bir hava tabakası, daha soğuk yoğun havanın üzerinde durabilir ve kırılma lensi gibi davranan bir atmosferik kanal oluşturarak hem ters hem de dik bir dizi görüntü üretir.

Bir Fata Morgana, diğer birçok üstün serap türü gibi, ufkun hemen üzerinde dar bir bantta görülen, olağandışı ve çok karmaşık bir serap biçimidir, bir üstün serap biçimidir . Bu bir olan İtalyan "peri" ve büyücü Arthur için kaba Latince türetilmiş ifade Morgan Le Fay serap, genellikle görülene inancından, Messina Boğazı , peri havada kaleler veya yem için tasarlanmış sahte arazi vardı büyücülüğü tarafından yaratılan ölümlerine denizciler. Fata Morgana terimi bazen yanlış olarak diğer, daha yaygın serap türleri için kullanılsa da, gerçek Fata Morgana sıradan bir üstün serap ile aynı değildir ve kesinlikle düşük bir serap ile aynı değildir .

Fata Morgana serapları, dayandıkları nesneyi veya nesneleri çok fazla çarpıtır, öyle ki nesne genellikle çok sıra dışı görünür ve hatta tamamen tanınmayacak şekilde dönüştürülebilir. Fata Morgana karada veya denizde, kutup bölgelerinde veya çöllerde görülebilir. Bu tür bir serap, tekneler, adalar ve kıyı şeridi gibi şeyler de dahil olmak üzere neredeyse her tür uzak nesneyi içerebilir.

Bir Fata Morgana sadece karmaşık değil, aynı zamanda hızla değişiyor. Serap, birbiri üzerine yığılmış birkaç ters çevrilmiş (baş aşağı) ve dik (sağ taraf yukarı) görüntülerden oluşur. Fata Morgana serapları ayrıca değişen sıkıştırılmış ve gerilmiş bölgeler gösterir.

Novaya Zemlya etkisi

Novaya Zemlya etkisi a, polar bir atmosfer arasındaki güneş ışığı yüksek kırılma neden serap Termoklin . Novaya Zemlya etkisi, güneşin (astronomik olarak) olması gerekenden daha erken doğduğu veya daha geç battığı izlenimini verecektir. Meteorolojik duruma bağlı olarak, etki, Güneş'i düzleştirilmiş kum saati şekillerinden oluşan bir çizgi veya kare (bazen "dikdörtgen güneş" olarak anılır) olarak sunacaktır. Serap, güneş ışınlarının yüzlerce kilometre boyunca bir inversiyon tabakasına sahip olmasını gerektirir ve inversiyon tabakasının sıcaklık gradyanına bağlıdır . Güneş diskinin görülebilmesi için 5 derecelik bir yükseklik artışına izin vermek için güneş ışığı, Dünya'nın eğriliğine en az 400 kilometre (250 mi) bükülmelidir.

Bu fenomeni kaydeden ilk kişi , Willem Barentsz'in kutup bölgesine yaptığı talihsiz üçüncü seferin bir üyesi olan Gerrit de Veer'di . De Veer'in fenomeni ilk gözlemlediği takımada olan Novaya Zemlya , bu etkiye adını veriyor.

alacakaranlık ışınları

Taipei , Tayvan'da çekilen alacakaranlık ışınları .

Alacakaranlık ışınları , Dünya'nın atmosferi boyunca hareket eden neredeyse paralel güneş ışığı ışınlarıdır, ancak doğrusal perspektif nedeniyle birbirinden uzaklaşıyormuş gibi görünür . Genellikle dağ zirveleri veya bulutlar gibi nesneler Güneş ışınlarını bir bulut örtüsü gibi kısmen gölgelediğinde ortaya çıkarlar . Havadaki çeşitli bileşikler, güneş ışığını saçar ve bu ışınları kırınım , yansıma ve saçılma nedeniyle görünür hale getirir .

Alacakaranlık ışınları bazen, özellikle kutup bölgelerinde, buz raflarından veya buzdaki çatlaklardan görünen su altında da görülebilir. Ayrıca güneşin bulutlara mükemmel bir açıyla vurduğu günlerde de görülürler.

Alacakaranlık ışınlarının üç ana formu vardır:

  • Alçak bulutlardaki deliklere giren ışık ışınları (" Yakup'un Merdiveni " olarak da adlandırılır ).
  • Bir bulutun arkasından uzaklaşan ışık huzmeleri.
  • Ufkun altından yayılan soluk, pembemsi veya kırmızımsı ışınlar. Bunlar genellikle hafif sütunlarla karıştırılır .

Kümülonimbüs ve dağlar gibi uzun bulutların bu ışınları oluşturmada en etkili olduğu zamanlarda, genellikle gün doğumu ve gün batımının yakınında görülürler .

Antikrepusküler ışınlar

Antikrepusküler ışınlar gerçekte paralel iken bazen gökyüzünde güneşin tersi yönünde görülebilir. Uzak ufukta tekrar birleşiyor gibi görünüyorlar.

atmosferik kırılma

Güneş'in görüntüsünün gün doğumu ve gün batımında yer değiştirmesini gösteren diyagram

Atmosferik kırılma , astronomik ve karasal nesnelerin görünen konumunu etkiler ve genellikle gerçekte olduklarından daha yüksek görünmelerine neden olur. Bu nedenle denizciler, gökbilimciler ve haritacılar, bu etkilerin minimum düzeyde olduğu konumları gözlemler. Denizciler yalnızca ufkun 20° veya daha fazla üzerindeyken bir yıldız vururlar, gökbilimciler bir nesne gökyüzünde en yüksek olduğunda gözlemleri planlamaya çalışırlar ve sörveyörler öğleden sonra kırılmanın minimum olduğu zamanı gözlemlemeye çalışırlar.

atmosferik kırınım

Atmosferik kırınım , güneş ışığının havada asılı kalan parçacıklar tarafından bükülmesinin neden olduğu görsel bir etkidir.

Liste

Ayrıca bakınız

Referanslar