stringtranslate.com

Небо

Вид ночного неба в июле с Земли
Голубое небо дня , облака и Луна .

Небо — это беспрепятственный вид вверх с поверхности Земли . Оно включает в себя атмосферу и космическое пространство . Его также можно считать местом между землей и космическим пространством, таким образом, отличным от космического пространства .

В области астрономии небо также называется небесной сферой . Это абстрактная сфера, концентрическая с Землей, на которой Солнце , Луна , планеты и звезды кажутся дрейфующими . Небесная сфера условно разделена на обозначенные области, называемые созвездиями .

Обычно термин «небо» неформально относится к перспективе с поверхности Земли; однако значение и использование могут варьироваться. Наблюдатель на поверхности Земли может видеть небольшую часть неба, которая напоминает купол (иногда называемый небесной чашей ), кажущийся более плоским днем, чем ночью . [1] В некоторых случаях, например, при обсуждении погоды, небо относится только к нижним, более плотным слоям атмосферы.

Дневное небо кажется синим, потому что молекулы воздуха рассеивают более короткие волны солнечного света больше, чем более длинные (более красный свет). [2] [3] [4] [5] Ночное небо кажется в основном темной поверхностью или областью, усеянной звездами. Солнце и иногда Луна видны на дневном небе, если они не скрыты облаками . Ночью Луна, планеты и звезды также видны на небе.

Некоторые из природных явлений, которые можно увидеть в небе, это облака, радуги и полярные сияния . Молнии и осадки также видны в небе. Некоторые птицы и насекомые, а также человеческие изобретения, такие как самолеты и воздушные змеи, могут летать в небе. Из-за деятельности человека смог днем ​​и световое загрязнение ночью часто видны над крупными городами.

Этимология

Слово sky происходит от древнескандинавского sky , означающего «облако, обитель Бога ». Этот древнескандинавский термин также является источником древнеанглийского scēo , имеющего ту же индоевропейскую основу, что и классическое латинское obscūrus , означающее «неясный».

В древнеанглийском языке термин «небо » использовался для описания наблюдаемого пространства над землей. В период среднеанглийского языка «небо» начало смещаться в сторону своего нынешнего, религиозного значения. [6]

В дневное время

Небо днем
Атмосфера Земли рассеивает большую долю синего света, чем красного.

За исключением прямого солнечного света , большая часть света в дневном небе вызвана рассеянием , которое определяется пределом малых частиц, называемым рэлеевским рассеянием . Рассеивание, вызванное частицами размером с молекулу (как в воздухе), больше в направлениях как к источнику света , так и от него, чем в направлениях, перпендикулярных падающему пути. [7] Рассеивание существенно для света на всех видимых длинах волн, но сильнее на более коротком (голубом) конце видимого спектра , что означает, что рассеянный свет более голубой, чем его источник: Солнце . Оставшийся прямой солнечный свет, потеряв некоторые из своих коротковолновых компонентов, кажется немного менее синим. [5]

Рассеивание также происходит еще сильнее в облаках. Отдельные капли воды преломляют белый свет в набор цветных колец . Если облако достаточно толстое, рассеяние от нескольких капель воды размоет набор цветных колец и создаст размытый белый цвет. [ необходимо разъяснение ] [8]

Небо может окрашиваться во множество цветов, таких как красный, оранжевый, фиолетовый и желтый (особенно вблизи заката или восхода солнца), когда свет должен пройти гораздо более длинный путь (или оптическую глубину ) через атмосферу. Эффекты рассеяния также частично поляризуют свет с неба и наиболее выражены под углом 90° от Солнца. Рассеянный свет от горизонта проходит через воздушную массу, в 38 раз превышающую массу воздуха , как и свет от зенита , вызывая синий градиент, который выглядит ярким в зените и бледным вблизи горизонта. [9] Красный свет также рассеивается, если между источником и наблюдателем достаточно воздуха, заставляя части неба менять цвет по мере того, как Солнце восходит или заходит. По мере того, как воздушная масса приближается к бесконечности, рассеянный дневной свет кажется все белее и белее. [10]

Помимо Солнца, далекие облака или заснеженные вершины гор могут казаться желтыми. Эффект не очень очевиден в ясные дни, но очень выражен, когда облака закрывают линию зрения, уменьшая синий оттенок от рассеянного солнечного света. [10] На больших высотах небо имеет тенденцию к более темным цветам, поскольку рассеивание уменьшается из-за меньшей плотности воздуха . Крайним примером является Луна, где атмосферное рассеивание не происходит, что делает лунное небо черным даже тогда, когда видно Солнце. [11]

Модели распределения яркости неба были рекомендованы Международной комиссией по освещению (CIE) для проектирования схем дневного освещения . Последние разработки относятся к «моделям всего неба» для моделирования яркости неба в погодных условиях от ясной до пасмурной. [12]

В сумерках

Полумесяц остается видимым всего за несколько минут до восхода Солнца .
Гражданские, навигационные и астрономические сумерки . Сумерки — это конец вечерних сумерек. [13]
Рассвет — это начало утренних сумерек.

Яркость и цвет неба сильно меняются в течение дня, и основная причина этих свойств также различается. Когда Солнце находится высоко над горизонтом , прямое рассеяние солнечного света ( рэлеевское рассеяние ) является подавляюще доминирующим источником света. Однако во время сумерек , периода между закатом и ночью или между ночью и восходом солнца , ситуация более сложная.

Зелёные вспышки и зелёные лучи — оптические явления, которые происходят вскоре после заката или перед восходом Солнца, когда зелёное пятно видно над Солнцем, обычно не более секунды или двух, или оно может напоминать зелёный луч, выстреливающий из точки заката. Зелёные вспышки — это группа явлений, которые возникают по разным причинам, [14] большинство из которых происходят при инверсии температуры (когда температура увеличивается с высотой, а не обычно уменьшается с высотой). Зелёные вспышки можно наблюдать с любой высоты (даже с самолёта). Обычно они видны над открытым горизонтом, например, над океаном, но также видны над облаками и горами. Зелёные вспышки также можно наблюдать на горизонте в связи с Луной и яркими планетами, включая Венеру и Юпитер . [15] [16]

Тень Земли — это тень, которую планета отбрасывает через свою атмосферу в космическое пространство. Это атмосферное явление видно во время гражданских сумерек (после захода и перед восходом Солнца). Когда погодные условия и место наблюдения позволяют ясно видеть горизонт, бахрома тени выглядит как темная или тусклая голубоватая полоса чуть выше горизонта, в нижней части неба, противоположной направлению (заходящего или восходящего) Солнца. Связанное с этим явление — Пояс Венеры (или противосумеречная дуга), розоватая полоса, которая видна над голубоватой полосой тени Земли в той же части неба. Никакая определенная линия не разделяет тень Земли и Пояс Венеры; одна цветная полоса плавно переходит в другую в небе. [17] [18]

Сумерки делятся на три стадии в зависимости от глубины Солнца под горизонтом, измеряемой в сегментах по 6°. После захода солнца наступают гражданские сумерки ; они заканчиваются, когда Солнце опускается более чем на 6° ниже горизонта. Затем следуют навигационные сумерки , когда Солнце находится между 6° и 12° ниже горизонта (глубина между −6° и −12°), после чего наступают астрономические сумерки , определяемые как период между −12° и −18°. Когда Солнце опускается более чем на 18° ниже горизонта, небо обычно достигает своей минимальной яркости. [19]

В качестве источников собственной яркости неба можно выделить несколько источников, а именно: свечение атмосферы , непрямое рассеяние солнечного света, рассеяние звездного света и искусственное световое загрязнение .

Ночью

Млечный Путь можно увидеть как большую полосу на ночном небе, искаженную в виде арки на этой панораме в 360°.

Термин ночное небо относится к небу, которое видно ночью. Этот термин обычно ассоциируется с наблюдением за небом и астрономией , имея в виду виды небесных тел, таких как звезды, Луна и планеты, которые становятся видимыми в ясную ночь после захода Солнца. Естественные источники света на ночном небе включают лунный свет, звездный свет и свечение воздуха, в зависимости от местоположения и времени. Тот факт, что небо не полностью темное ночью, можно легко заметить. Если бы небо (при отсутствии луны и городских огней) было абсолютно темным, никто не смог бы увидеть силуэт объекта на фоне неба.

Ночное небо и его изучение имеют историческое место как в древних, так и в современных культурах. Например, в прошлом фермеры использовали состояние ночного неба в качестве календаря для определения времени посадки сельскохозяйственных культур. Древняя вера в астрологию , как правило, основана на вере в то, что отношения между небесными телами влияют на события на Земле или передают информацию о них. Научное изучение ночного неба и наблюдаемых в нем тел, тем временем, происходит в науке астрономии.

В рамках астрономии видимого света видимость небесных объектов на ночном небе зависит от светового загрязнения. Присутствие Луны на ночном небе исторически затрудняло астрономические наблюдения, увеличивая количество окружающего освещения. Однако с появлением искусственных источников света световое загрязнение стало растущей проблемой для наблюдения за ночным небом. Специальные фильтры и модификации осветительных приборов могут помочь решить эту проблему, но для наилучших видов как профессиональные, так и любительские оптические астрономы ищут места для наблюдения, расположенные вдали от крупных городских районов.

Использование в прогнозировании погоды

Белые кучевые облака появились над Даккой, Бангладеш, когда во многих частях страны произошло сильное наводнение.

Наряду с тенденцией давления, состояние неба является одним из наиболее важных параметров, используемых для прогнозирования погоды в горных районах. Утолщение облачного покрова или вторжение более высокого облачного слоя указывает на дождь в ближайшем будущем. Ночью высокие тонкие перисто-слоистые облака могут привести к образованию гало вокруг Луны, что указывает на приближение теплого фронта и связанного с ним дождя. [20] Утренний туман предвещает ясные условия и может быть связан с морским слоем , показателем стабильной атмосферы. [21] Дождливым условиям предшествуют ветер или облака, которые препятствуют образованию тумана. Приближение линии гроз может указывать на приближение холодного фронта . Безоблачное небо указывает на ясную погоду в ближайшем будущем. [22] Использование небесного покрова в прогнозировании погоды привело к различным погодным преданиям на протяжении столетий. [23]

Тропические циклоны

Фотография неба в эпицентре тропического циклона.

В течение 36 часов после прохождения центра тропического циклона давление начинает падать, и со стороны циклона приближается пелена белых перистых облаков. В течение 24 часов с момента наибольшего приближения к центру начинают двигаться низкие облака, также известные как бар тропического циклона, поскольку барометрическое давление начинает падать быстрее, а ветер усиливается. В течение 18 часов после приближения центра обычно наступает шквалистая погода с внезапным усилением ветра, сопровождаемым ливневыми дождями или грозами. В течение шести часов после прибытия центра дождь становится непрерывным. В течение часа после прибытия центра дождь становится очень сильным, и ощущаются самые сильные ветры в пределах тропического циклона. Когда центр приходит с сильным тропическим циклоном, погодные условия улучшаются, и солнце становится видимым, когда глаз движется над головой. После того, как система уходит, ветры меняют направление и вместе с дождем внезапно усиливаются. Через день после прохождения центра низкая облачность сменяется более высокой облачностью, и дождь становится прерывистым. Через 36 часов после прохождения центра высокая облачность рассеивается, и давление начинает выравниваться. [24]

Использование в транспорте

Полет — это процесс, посредством которого объект перемещается по небу или за его пределы (как в случае космического полета), будь то путем создания аэродинамической подъемной силы , тяги , аэростатически с использованием плавучести или баллистического движения без какой-либо прямой механической поддержки с земли. Инженерные аспекты полета изучаются в аэрокосмической технике , которая подразделяется на аэронавтику , которая является изучением транспортных средств, которые движутся по воздуху, и астронавтику , изучение транспортных средств, которые движутся в космосе, и баллистику , изучение полета снарядов. В то время как люди способны летать на воздушных шарах с 1783 года, [25] другие виды использовали полет значительно дольше. Животные, такие как птицы, летучие мыши и насекомые, способны летать. Споры и семена растений используют полет с помощью ветра как метод размножения своего вида. [26]

Значение в мифологии

Юпитер , древнеримское божество неба

Во многих мифологиях есть божества, особенно связанные с небом. В египетской религии небо обожествлялось как богиня Нут и как бог Гор . Диеус реконструируется как бог неба или персонифицированное небо в протоиндоевропейской религии , откуда Зевс , бог неба и грома в греческой мифологии и римский бог неба и грома Юпитер .

В мифологии австралийских аборигенов Altjira (или Arrernte) — главный бог неба, а также бог-творец. В мифологии ирокезов Atahensic была богиней неба, которая упала на землю во время создания Земли. Многие культуры рисовали созвездия между звездами на небе, используя их в связи с легендами и мифологией о своих божествах.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бэрд, Дж. К.; Вагнер, М. (1982). «Иллюзия луны: I. Насколько высоко небо?». Журнал экспериментальной психологии: Общие сведения . 111 (3): 296–303. doi :10.1037/0096-3445.111.3.296. PMID  6215460.
  2. ↑ Тиндаль, Джон (декабрь 1868 г.). «О синем цвете неба, поляризации небесного света и поляризации света облачной материей вообще». Труды Королевского общества . 17 : 223–33. Bibcode : 1868RSPS...17..223T. doi : 10.1098/rspl.1868.0033. JSTOR  112380. S2CID  121593427.
  3. ↑ Лорд Рэлей (июнь 1871 г.). «О рассеянии света малыми частицами». Philosophical Magazine . 41 (275): 447–51.
  4. ^ Уотсон, Дж. Г. (июнь 2002 г.). «Видимость: наука и регулирование». J. Air & Waste Manage. Assoc . 52 (6): 628–713. Bibcode : 2002JAWMA..52..628W. doi : 10.1080/10473289.2002.10470813. PMID  12074426. S2CID  1078961.
  5. ^ ab Gibbs, Philip (май 1997). "Почему небо голубое?". Usenet Physics FAQ . Архивировано из оригинала 2 ноября 2015 года . Получено 11 декабря 2012 года .
  6. ^ "sky, n.1" . Оксфордский словарь английского языка (Электронная правка). Oxford University Press . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.)
  7. ^ Ю. Тимофеев и А. В. Васильев (1 мая 2008 г.). Теоретические основы атмосферной оптики. Cambridge International Science Publishing. С. 174. ISBN 978-1-904602-25-5.
  8. ^ Крейг Ф. Борен и Эжен Эдмунд Клотио (2006). Основы атмосферной радиации: Введение с 400 проблемами. Wiley-VCH . стр. 427. Bibcode :2006fari.book.....B. ISBN 978-3-527-40503-9.
  9. ^ "Bluer on top". USA Today . 11 апреля 2001 г. Архивировано из оригинала 21 марта 2016 г. Получено 3 июня 2015 г.
  10. ^ ab Дэвид К. Линч; Уильям Чарльз Ливингстон (2001). Цвет и свет в природе. Cambridge University Press . стр. 31. ISBN 978-0-521-77504-5.
  11. ^ Национальная метеорологическая служба (15 июля 2005 г.). "Глава 3: Радиация и температура" (PDF) . Анкоридж, Аляска : NOAA . Архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2011 г. . Получено 15 февраля 2012 г. .
  12. ^ Darula, S.; Kittler, R. (сентябрь 2002 г.). "General Sky Standard Defining Luminance Distributions" (PDF) . Proc. Conf. eSim 2002 . Montreal . стр. 11–13. Архивировано (PDF) из оригинала 23 октября 2014 г. . Получено 26 августа 2013 г. .
  13. ^ Ван Фландерн, Т.; К. Пулккинен (1980). "Низкоточные формулы для планетарных положений". Серия приложений к Astrophysical Journal . 31 (3): 391. Bibcode : 1979ApJS...41..391V. doi : 10.1086/190623.
  14. ^ Young, A. (2006). "Green flashes at a look". Университет штата Сан-Диего . Архивировано из оригинала 5 февраля 2009 года . Получено 5 марта 2009 года .
  15. ^ Nave, CR "Red Sunset, Green Flash". Georgia State University . HyperPhysics. Архивировано из оригинала 15 августа 2010 года . Получено 11 августа 2010 года .
  16. ^ О'Коннелл, DJK (1958). "Зеленая вспышка и другие явления низкого Солнца". Кастель-Гандольфо: Ватиканская обсерватория, Ricerche Astronomiche . 4 : 7. Bibcode :1958RA......4.....O.
  17. ^ Cowley, Les (2 августа 2009 г.). "Earth's shadow". Архивировано из оригинала 19 декабря 2020 г. Получено 15 февраля 2012 г.
  18. ^ Линч, Дэвид К.; Ливингстон, Уильям Чарльз (июль 2001 г.). Цвет и свет в природе (2-е изд.). Cambridge University Press. стр. 38, 39. ISBN 978-0-521-77504-5.
  19. ^ Бромберг, Ирв (4 апреля 2011 г.). «Продолжительность сумерек». Университет Торонто . Архивировано из оригинала 20 февраля 2012 г. Получено 15 февраля 2012 г.
  20. ↑ Деннис Эскоу (март 1983 г.). «Создавайте собственные прогнозы погоды». Popular Mechanics . 159 (3): 148.
  21. ^ National Weather Service Office, Oxnard, California (2012). "Климат Лос-Анджелеса". Штаб-квартира National Weather Service Western Region. Архивировано из оригинала 21 января 2012 года . Получено 16 февраля 2012 года .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ Мур, Марк. "Field Forecasting – A Short Summary" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 марта 2009 г. . Получено 15 февраля 2012 г. .
  23. ^ Уилсон, Джерри (2012). «Skywatch: Signs of the Weather». Архивировано из оригинала 7 апреля 2004 года . Получено 25 мая 2008 года .
  24. ↑ Central Pacific Hurricane Center (23 июля 2006 г.). Tropical Cyclone Observations. Архивировано 22 марта 2017 г. в Wayback Machine National Oceanic and Atmospheric Administration . Получено 5 мая 2008 г.
  25. ^ "US Centennial of Flight Commission: Early Balloon Flight in Europe". Архивировано из оригинала 2 июня 2008 года . Получено 4 июня 2008 года .
  26. ^ J. Gurevitch; SM Scheiner & GA Fox (2006). Экология растений (2-е изд.). Массачусетс: Sinauer Associates.

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Sky .