В земной атмосфере постоянно происходят удивительные процессы, связанные со светом и электричеством. Оптические явления возникают из-за того, что солнечный свет поглощается, рассеивается или меняет направление своего движения (этот процесс называется рефракцией).
Радуга и её секреты
Одно из самых известных и красивых явлений — радуга. Она появляется на фоне дождевых облаков с противоположной от Солнца стороны. Её дуга демонстрирует все цвета солнечного спектра: от внешнего красного через оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий к внутреннему фиолетовому. Иногда можно увидеть вторую, более бледную дугу, где цвета идут в обратном порядке, а в редких случаях — даже третью и четвертую. Радугу можно наблюдать не только после дождя, но и в брызгах водопада или морского прибоя. Это чудо природы рождается благодаря сложному взаимодействию света с каплями воды: свет в них преломляется, отражается и огибает их (явление дифракции).
Таинственные гало и миражи
Не менее загадочны гало — светлые круги, дуги или столбы вокруг Солнца и Луны, а также «ложные солнца». Они возникают, когда свет преломляется или отражается в крошечных ледяных кристалликах, из которых состоят перистые облака или горный туман. В древности такие явления часто воспринимали как дурные предзнаменования.
Миражи — это обманчивые видения, например, водной поверхности в пустыне или силуэтов городов на горизонте. Они могут появляться как над, так и под реальным объектом, причем их очертания обычно размыты и искажены. Причина миражей — искривление световых лучей в слоях воздуха с разной температурой и плотностью.
Грозы и молнии: сила атмосферного электричества
Самые мощные электрические явления в атмосфере — это грозы, сопровождаемые молниями и громом. Молния представляет собой гигантский электрический разряд между грозовыми облаками или между облаком и землей. Гром — это звуковая волна, рождающаяся от резкого расширения воздуха, мгновенно нагретого разрядом до температуры в десятки тысяч градусов, и его последующего сжатия при охлаждении. Молния длится лишь доли секунды, но на планете их вспышки происходят постоянно, особенно в тропических широтах. Свечение далеких молний, освещающих облака изнутри, называют зарницами.
Особой загадкой остаются шаровые молнии — светящиеся огненные шары, которые могут медленно плыть по воздуху и даже проникать в помещения, иногда заканчивая свое существование взрывом. Ученые до сих пор не пришли к единому мнению об их природе.
Как обезопасить себя во время грозы
Молнии представляют серьезную опасность, особенно в сельской или горной местности. Во время грозы важно соблюдать правила безопасности:
- Избегайте возвышенностей и одиноко стоящих высоких объектов (деревьев, столбов, построек).
- Не находитесь на открытой воде, пляжах или спортивных площадках.
- Держитесь подальше от металлических оград, труб, не ездите на велосипеде, лошади или в открытом транспорте.
- В небольшом доме отойдите от окон и печи, не поднимайтесь на чердак, проверьте заземление антенн.
- В современных зданиях с молниеотводами риск минимален.
Величественные полярные сияния
Завершают картину атмосферных чудес полярные сияния — свечение верхних слоев атмосферы на высотах до 1000 километров. Чаще всего их можно наблюдать в приполярных регионах. Они принимают самые причудливые формы: переливающиеся ленты, столбы, завесы цветов от голубовато-белых и зеленых до красных и фиолетовых. Это свечение вызывается взаимодействием потока заряженных частиц от Солнца с магнитным полем Земли. Сияния могут длиться от нескольких минут до нескольких суток, создавая незабываемое зрелище. Знаменитый полярный исследователь Фритьоф Нансен описывал его как «бесконечную игру ярких красок, превосходящих все, что только можно себе вообразить» — настоящее украшение арктической ночи.