Атмосферная оптика

Красочное небо часто возникает из-за того, что непрямой солнечный свет рассеивается от молекул воздуха и частиц , таких как смог , сажа и капли облаков , как показано на этой фотографии заката во время лесных пожаров в Калифорнии в октябре 2007 года .

Атмосферная оптика - это «исследование оптических характеристик атмосферы или продуктов атмосферных процессов … [включая] временное и пространственное разрешение, выходящее за пределы того, что различимо невооруженным глазом». ^{[ 1 ]} Метеорологическая оптика — это «часть атмосферной оптики, занимающаяся изучением закономерностей, наблюдаемых невооруженным глазом». ^{[ 2 ]} Тем не менее, эти два термина иногда используются как синонимы.

Метеорологические оптические явления, описанные в этой статье, связаны с тем, как оптические свойства атмосферы Земли вызывают широкий спектр оптических явлений и явлений зрительного восприятия . Примеры метеорологических явлений включают:

Голубой цвет неба. Это результат рэлеевского рассеяния с более высокой частотой /более короткой длиной волны (синего), чем с другими частотами/длинами волн. , которое посылает в глаз наблюдателя больше солнечного света
Красноватый цвет Солнца, когда его наблюдают сквозь плотную атмосферу , например, во время восхода или заката. Это связано с тем, что длинноволновый (красный) свет рассеивается меньше, чем синий свет. Красный свет достигает глаза наблюдателя, тогда как синий свет рассеивается за пределами поля зрения.
Другие цвета неба, например, светящееся небо в сумерках и на рассвете . Они возникают из-за дополнительных твердых частиц в небе, которые рассеивают разные цвета под разными углами.
Ореолы , послесвечения , короны , полярные стратосферные облака и солнечные собаки . Они возникают в результате рассеяния или преломления кристаллами льда и другими частицами в атмосфере. Они зависят от различных размеров и геометрии частиц. ^{[ 3 ]}
Миражи . Это оптические явления, при которых лучи света изгибаются из-за тепловых изменений показателя преломления воздуха, создавая смещенные или сильно искаженные изображения удаленных объектов. К другим оптическим явлениям, связанным с этим, относится эффект Новой Земли , при котором Солнце имеет искаженную форму и восходит раньше или заходит позже, чем прогнозировалось. Эффектная форма рефракции, называемая Фата Моргана , возникает при температурной инверсии , при которой объекты на горизонте или даже за ним (например, острова, скалы, корабли и айсберги) кажутся вытянутыми и приподнятыми, как «сказочные замки». . ^{[ 4 ]}
Радуги . Они возникают в результате сочетания внутреннего отражения и дисперсионного преломления света в каплях дождя. Поскольку радуга видна на противоположной от Солнца стороне неба , радуга темнее видна, чем ближе Солнце к горизонту. Например, если Солнце находится над головой, любая возможная радуга появляется возле ног наблюдателя, из-за чего ее трудно увидеть, а между глазами наблюдателя и землей образуется очень мало капель дождя, что делает любую радугу очень редкой. ^{[ 5 ]}

Другие явления, примечательные тем, что представляют собой формы зрительных иллюзий, включают:

сумеречные лучи ,
Противосумеречные лучи и
Видимый размер небесных объектов, таких как Солнце и Луна .

История

Книга по метеорологической оптике была опубликована в шестнадцатом веке, но примерно с 1950 года на эту тему появилось множество книг. ^{[ 6 ]} Тема была популяризирована благодаря широкому распространению книги Марселя Миннарта « Свет и цвет на открытом воздухе » в 1954 году. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Размер Солнца и Луны

В «Книге оптики» (1011–1022 гг. н.э.) Ибн аль-Хайсам утверждал, что зрение происходит в мозгу и что личный опыт влияет на то, что люди видят и как они видят, и что зрение и восприятие субъективны. Выступая против теории рефракции Птолемея о том, почему люди воспринимают Солнце и Луну на горизонте больше , чем когда они находятся выше на небе, он переопределил проблему с точки зрения воспринимаемого, а не реального увеличения. Он сказал, что оценка расстояния до объекта зависит от наличия непрерывной последовательности промежуточных тел между объектом и наблюдателем. Важным моментом является то, что Ибн аль-Хайсам сказал, что оценка размера объекта зависит от его оценки расстояния: объект, который появляется вблизи, кажется меньше, чем объект, имеющий тот же размер изображения на сетчатке, который кажется далеко. При находящейся над головой Луне нет непрерывной последовательности промежуточных тел. Поэтому оно кажется далеким и маленьким. При горизонте Луны существует непрерывная последовательность промежуточных тел: все объекты между наблюдателем и горизонтом, поэтому Луна кажется далекой и большой. Через произведения Роджер Бэкон , Джон Печам и Витело, основываясь на объяснении Ибн аль-Хайсама, лунную иллюзию постепенно стали воспринимать как психологический феномен, а теория Птолемея была отвергнута в 17 веке. ^{[ 9 ]} Более 100 лет исследования иллюзии Луны проводились учеными-зрителями, которые неизменно были психологами, специализирующимися на человеческом восприятии . Рассмотрев множество различных объяснений в своей книге «Тайна лунной иллюзии» 2002 года , Росс и Плаг пришли к выводу: «Ни одна теория не одержала победу». ^{[ 10 ]}

Окраска неба

При наблюдении с большой высоты , например, с самолета , цвет неба меняется от бледного до темного по мере приближения к зениту .

Цвет света с неба является результатом рэлеевского рассеяния солнечного света , в результате чего мы воспринимаем синий цвет. В солнечный день рэлеевское рассеяние придает небу синий градиент , самый темный в зените и самый яркий у горизонта. Лучи света, идущие из зенита, проходят кратчайший путь ( 1 ⁄ 38 ) через воздушную массу , что приводит к меньшему рассеянию. Лучи света, исходящие от горизонта, проходят через воздух максимально длинный путь, что приводит к большему рассеянию. ^{[ 11 ]}

Темно-красный цвет закатного неба в сопровождении полумесяца .

Голубизна находится у горизонта, потому что синий свет, идущий с больших расстояний, также преимущественно рассеивается. Это приводит к красному смещению удаленных источников света, которое компенсируется синим оттенком рассеянного света на луче зрения. Другими словами, красный свет также рассеивается; если он делает это в точке, находящейся на большом расстоянии от наблюдателя, у него гораздо больше шансов достичь наблюдателя, чем у синего света. Поэтому на расстояниях, близких к бесконечности, рассеянный свет белый. По этой причине далекие облака или заснеженные вершины гор покажутся желтыми; ^{[ 12 ]} этот эффект не заметен в ясные дни, но очень заметен, когда облака закрывают линию видимости, уменьшая синий оттенок от рассеянного солнечного света.

Рассеяние частиц размером с молекулу (как в воздухе) больше в прямом и обратном направлениях, чем в поперечном направлении. ^{[ 13 ]} Отдельные капли воды, освещенные белым светом, образуют набор цветных колец. Если облако достаточно густое, рассеяние нескольких капель воды размоет набор цветных колец и создаст размытый белый цвет. ^{[ 14 ]} Пыль из Сахары перемещается по южной периферии субтропического хребта на юго-восток Соединенных Штатов летом , что меняет цвет неба с голубого на белый и приводит к увеличению количества красных закатов. Его присутствие отрицательно влияет на качество воздуха летом, поскольку увеличивает количество взвешенных в воздухе твердых частиц. ^{[ 15 ]}

Небо может приобретать множество цветов, таких как красный, оранжевый, розовый и желтый (особенно перед закатом или восходом солнца) и черный ночью. Эффекты рассеяния также частично поляризуют свет с неба, наиболее ярко выраженный под углом 90° от Солнца.

неба Модели распределения яркости были рекомендованы Международной комиссией по освещению (CIE) для разработки схем дневного освещения . Последние разработки относятся к «моделям всего неба» для моделирования яркости неба в различных погодных условиях: от ясного неба до пасмурной погоды . ^{[ 17 ]}

Окраска облаков

Цвет облака, видимый с Земли, многое говорит о том, что происходит внутри облака. Плотные глубокие тропосферные облака обладают высокой отражательной способностью (от 70% до 95%) во всем видимом спектре . Крошечные частицы воды плотно упакованы, и солнечный свет не может проникнуть далеко в облако, прежде чем он отразится, придавая облаку характерный белый цвет, особенно если смотреть сверху. ^{[ 18 ]} Капли облаков имеют тенденцию эффективно рассеивать свет, поэтому интенсивность солнечного излучения уменьшается с глубиной газов. В результате нижняя граница облака может варьироваться от очень светлого до очень темно-серого цвета в зависимости от толщины облака и того, сколько света отражается или передается обратно наблюдателю. Тонкие облака могут выглядеть белыми или приобретать цвет окружающей среды или фона. Высокие тропосферные и нетропосферные облака кажутся преимущественно белыми, если они полностью состоят из кристаллов льда и/или капель переохлажденной воды.

По мере созревания тропосферного облака плотные капли воды могут объединяться, образуя более крупные капли, которые могут объединяться в капли, достаточно большие, чтобы выпадать в виде дождя. В результате этого процесса накопления пространство между каплями становится все больше, позволяя свету проникать дальше в облако. Если облако достаточно велико и капли внутри него расположены достаточно далеко друг от друга, возможно, часть света, попадающего в облако, не отражается обратно до того, как он будет поглощен. Простой пример — возможность видеть дальше во время сильного дождя, чем в густом тумане. Этот процесс отражения / поглощения является причиной изменения цвета облаков от белого до черного. ^{[ 19 ]}

Другие цвета естественным образом встречаются в облаках. Голубовато-серый цвет — результат рассеяния света внутри облака. В видимом спектре синий и зеленый находятся на коротком конце видимых длин волн света, а красный и желтый — на длинном. ^{[ 20 ]} Короткие лучи легче рассеиваются каплями воды, а длинные лучи с большей вероятностью поглощаются. Голубоватый цвет свидетельствует о том, что такое рассеяние создается каплями размером с дождь в облаке. Кучево-дождевое облако, излучающее зеленый цвет, является признаком сильной грозы . ^{[ 21 ]} возможен сильный дождь, град , сильный ветер и возможные торнадо . Точная причина зеленых гроз до сих пор неизвестна, но это может быть связано с сочетанием покрасневшего солнечного света, проходящего через очень оптически толстые облака. Желтоватые облака могут возникать с конца весны до начала осени во время лесных пожаров сезона . Желтый цвет обусловлен наличием в дыме загрязняющих веществ. Желтоватые облака, вызванные присутствием диоксида азота, иногда можно увидеть в городских районах с высоким уровнем загрязнения воздуха. ^{[ 22 ]}

Красные, оранжевые и розовые облака почти полностью возникают на восходе и закате солнца и являются результатом рассеяния солнечного света атмосферой. Когда угол между Солнцем и горизонтом составляет менее 10 процентов, как это происходит сразу после восхода солнца или непосредственно перед закатом, солнечный свет становится слишком красным из-за преломления, чтобы можно было увидеть любые цвета, кроме тех, которые имеют красноватый оттенок. ^{[ 21 ]} Облака не становятся такого цвета; они отражают длинные и нерассеянные лучи солнечного света, преобладающие в эти часы. Эффект очень похож на то, как если бы человек осветил красным прожектором белую простыню. В сочетании с большими, зрелыми грозовыми тучами это может привести к образованию кроваво-красных облаков. Облака выглядят темнее в ближнем инфракрасном диапазоне , потому что вода поглощает солнечное излучение на этих длинах волн .

Почти

Гало (ἅλως; также известное как нимб, ледяная дуга или глориола) — оптическое явление, возникающее в результате взаимодействия света Солнца или Луны с кристаллами льда в атмосфере, в результате чего на небе появляются цветные или белые дуги, кольца или пятна. . ^{[ 23 ]} Многие гало расположены вблизи Солнца или Луны, но другие находятся в другом месте и даже в противоположной части неба. Они также могут образовываться вокруг искусственного освещения в очень холодную погоду, когда кристаллы льда, называемые алмазной пылью . в близлежащем воздухе плавают ^{[ 24 ]}

Существует много типов ледяных ореолов. Они производятся кристаллами льда в перистых или перисто-слоистых облаках высоко в верхних слоях тропосферы , на высоте от 5 километров (3,1 мили) до 10 километров (6,2 мили), или, в очень холодную погоду, кристаллами льда, называемыми алмазной пылью дрейфующими . в воздухе на малых высотах. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}^{[ 27 ]} Особая форма и ориентация кристаллов ответственны за наблюдаемые типы гало. Свет отражается за и преломляется кристаллами льда и может расщепляться на цвета из- дисперсии . Кристаллы ведут себя как призмы и зеркала , преломляя и отражая солнечный свет между своими гранями, посылая лучи света в определенных направлениях. ^{[ 23 ]} Для круглых ореолов предпочтительные угловые расстояния составляют 22 и 46 градусов от кристаллов льда, которые их создают. ^{[ 28 ]} Атмосферные явления, такие как ореолы, использовались как часть знаний о погоде в качестве эмпирического средства прогнозирования погоды , причем их присутствие указывает на приближение теплого фронта и связанного с ним дождя . ^{[ 29 ]}

Солнечные собаки

Солнечные собаки — распространенный тип гало с появлением двух ярких пятен нежного цвета слева и справа от Солнца, на расстоянии около 22° и на одинаковой высоте над горизонтом. Обычно они вызваны пластинчатыми шестиугольными кристаллами льда . ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]} Эти кристаллы имеют тенденцию выстраиваться горизонтально, когда они падают в воздух, заставляя их преломлять солнечный свет влево и вправо, в результате чего образуются две солнечные собаки. ^{[ 26 ]}^{[ 25 ]}

По мере того, как Солнце поднимается выше, лучи, проходящие через кристаллы, все больше отклоняются от горизонтальной плоскости. Угол их отклонения увеличивается, и солнечные собаки удаляются все дальше от Солнца. ^{[ 30 ]} Однако они всегда остаются на той же высоте, что и Солнце. Солнечные собаки имеют красный цвет на стороне, ближайшей к Солнцу. Дальше цвета переходят в синий или фиолетовый. ^{[ 25 ]} Однако цвета значительно перекрываются и поэтому приглушены, редко бывают чистыми или насыщенными. Цвета солнечной собаки окончательно сливаются с белизной паргелического круга (если последний виден).

Теоретически возможно предсказать формы солнечных собак, которые можно было бы увидеть на других планетах и лунах. На Марсе могут быть солнечные собаки, образованные как водяным льдом, так и углекислым _льдом . На газовых планетах-гигантах — Юпитере , Сатурне , Уране и Нептуне — другие кристаллы образуют облака аммиака , метана и других веществ, которые могут создавать ореолы с четырьмя и более солнечными собаками. ^{[ 31 ]}

Слава

Распространенное оптическое явление, связанное с каплями воды, — это слава. ^{[ 23 ]} Слава — это оптический феномен, очень похожий на культовый вокруг святого нимб головы наблюдателя, создаваемый светом, рассеянным обратно (комбинация дифракции , отражения и преломления ) к источнику облаком капель воды одинакового размера. Слава имеет несколько цветных колец: красное на внешнем кольце и сине-фиолетовое на самом внутреннем. ^{[ 32 ]}

Угловое расстояние намного меньше, чем у радуги, и составляет от 5° до 20°, в зависимости от размера капель. Это великолепие можно увидеть только тогда, когда наблюдатель находится прямо между Солнцем и облаком преломляющихся капель воды. Следовательно, его обычно наблюдают в воздухе, когда слава окружает тень самолета на облаках (это часто называют «Славой пилота »). Славу также можно увидеть с гор и высоких зданий, ^{[ 33 ]} при наличии облаков или тумана ниже уровня наблюдателя или в дни с приземным туманом. Слава связана с оптическим явлением антилион .

Радуга

Радуга — это оптическое и метеорологическое явление, вызывающее появление спектра света на небе, когда солнечный свет падает на капли влаги в атмосфере Земли. Он принимает форму разноцветной дуги . Радуги, вызванные солнечным светом, всегда появляются на участке неба, прямо противоположном Солнцу, но возникают не выше 42 градусов над горизонтом для наблюдателей на земле. Чтобы увидеть их под более высокими углами, наблюдателю необходимо находиться в самолете или рядом с вершиной горы, поскольку в противном случае радуга находилась бы ниже горизонта. Чем больше капель, образовавших радугу, тем она будет ярче. радуга чаще всего встречается во время дневных гроз . Летом ^{[ 34 ]}

Одиночное отражение от обратной стороны множества капель дождя создает на небе радугу с угловым размером от 40° до 42° с красной внешней стороной. Двойные радуги возникают в результате двух внутренних отражений с угловым размером от 50,5° до 54° с фиолетовым цветом снаружи. Внутри «первичной радуги» (самой нижней и, как правило, самой яркой радуги) дуга радуги имеет красный цвет на внешней (или верхней) части дуги и фиолетовый на внутренней части. Эта радуга возникает из-за того, что свет один раз отражается в каплях воды. В двойной радуге вторую дугу можно увидеть над основной дугой и за ее пределами, и порядок ее цветов обратный (красный цвет обращен внутрь к другой радуге в обеих радугах). Эта вторая радуга возникает из-за того, что свет дважды отражается внутри капель воды. ^{[ 34 ]} Область между двойной радугой темная. Причина появления этой темной полосы заключается в том, что, хотя свет ниже первичной радуги возникает в результате отражения капель, а свет над двойной радугой не существует какого-либо механизма, верхней (вторичной) радугой также возникает в результате отражения капель, в области между чтобы показать какой-либо свет. вообще отражается от капель воды.

Радуга представляет собой непрерывный спектр цветов; отдельные полосы (включая количество полос) являются артефактом человеческого цветового зрения , и на черно-белой фотографии радуги не видно никаких полос какого-либо типа (только плавная градация интенсивности до максимума, а затем затухание). до минимума на другой стороне дуги). Что касается цветов, видимых нормальным человеческим глазом, наиболее часто упоминаемой и запоминаемой последовательностью на английском языке является семеричная последовательность Исаака Ньютона : красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый (широко запоминается мнемониками, такими как Рой Г. Бив ). . ^{[ 35 ]}

Мираж

Мираж — это естественное оптическое явление , при котором лучи света изгибаются, создавая смещенное изображение удаленных объектов или неба. Это слово пришло в английский язык через французское слово mirage , от латинского mirare , что означает «смотреть, удивляться». Это тот же корень, что и в словах «зеркало» и «восхищаться». Кроме того, оно имеет свои корни в арабском мираже .

В отличие от галлюцинации , мираж — это настоящее оптическое явление, которое можно запечатлеть на камеру, поскольку лучи света фактически преломляются, образуя ложное изображение в месте нахождения наблюдателя. Однако то, что изображение представляет, определяется интерпретативными способностями человеческого разума. Например, изображения низкого качества на суше очень легко принять за отражения от небольшого водоема.

Миражи можно разделить на «низшие» (что означает «нижний»), «высшие» (что означает «выше») и « Фата Моргана » — один из видов высших миражей, состоящий из серии необычайно сложных, вертикально расположенных изображений, которые образуют один быстро меняющийся мираж.

Зеленые вспышки и зеленые лучи — оптические явления, возникающие вскоре после захода солнца или перед его восходом, когда над Солнцем видно зеленое пятно, обычно не более секунды-двух, или из точки заката вверх взлетает зеленый луч. Зеленые вспышки на самом деле представляют собой группу явлений, возникающих по разным причинам, некоторые из которых встречаются чаще, чем другие. ^{[ 36 ]} Зеленые вспышки можно наблюдать с любой высоты (даже с самолета). Обычно их можно увидеть на свободном горизонте , например, над океаном, но возможно также над вершинами облаков и гор.

Также можно наблюдать зеленую вспышку Луны и яркие планеты на горизонте, включая Венеру и Юпитер . ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}

Девушка Моргана

Это оптическое явление возникает из-за того, что лучи света сильно искривляются, когда они проходят через слои воздуха с разной температурой в крутой тепловой инверсии , где атмосферный канал . образовался ^{[ 39 ]} Термическая инверсия — это атмосферное состояние, при котором более теплый воздух существует в четко определенном слое над слоем значительно более холодного воздуха. Эта температурная инверсия противоположна тому, что происходит обычно; Воздух обычно теплее у поверхности и прохладнее выше. В спокойную погоду слой значительно более теплого воздуха может лежать над более холодным плотным воздухом, образуя атмосферный канал, который действует как преломляющая линза , создавая серию как перевернутых, так и прямых изображений.

Фата Моргана — необычная и очень сложная форма миража, форма высшего миража , который, как и многие другие виды высших миражей, виден в узкой полосе прямо над горизонтом. Это итальянское словосочетание, происходящее от вульгарного латинского слова «фея» и волшебника эпохи Артура Моргана ле Фэй . ^{[ 40 ]} из веры, что миражи, часто наблюдаемые в Мессинском проливе , были сказочными воздушными замками, ^{[ 41 ]} или ложная земля, созданная ее колдовством, предназначенная для заманивания моряков на смерть. Хотя термин Фата Моргана иногда неправильно применяется к другим, более распространенным видам миражей, истинная Фата Моргана — это не то же самое, что обычный верхний мираж, и уж точно не то же самое, что нижний мираж .

Миражи Фата Морганы чрезвычайно искажают объект или объекты, на которых они основаны, так что объект часто кажется очень необычным и может даже трансформироваться таким образом, что его становится совершенно неузнаваемым. Фата Моргану можно увидеть на суше или на море, в полярных регионах или в пустынях. Этот мираж может включать практически любой удаленный объект, включая лодки, острова и береговую линию.

Фата Моргана не только сложна, но и быстро меняется. Мираж состоит из нескольких перевернутых (перевернутых) и прямых (правой стороной вверх) изображений, наложенных друг на друга. Миражи Фата Морганы также показывают чередование сжатых и растянутых зон. ^{[ 39 ]}

Novaya Zemlya effect

Эффект Новой Земли — полярный мираж, вызванный сильным преломлением солнечного света между атмосферными термоклинами . Эффект Новой Земли создаст впечатление, что солнце встает раньше или заходит позже, чем должно (с астрономической точки зрения). ^{[ 42 ]} В зависимости от метеорологической ситуации эффект будет представлять Солнце в виде линии или квадрата (который иногда называют «прямоугольным солнцем»), состоящего из сплющенных форм песочных часов. Мираж требует, чтобы лучи солнечного света имели инверсионный слой инверсионного слоя на протяжении сотен километров, и зависит от градиента температуры . Солнечный свет должен изгибаться в соответствии с кривизной Земли как минимум на 400 километров (250 миль), чтобы обеспечить подъем высоты на 5 градусов, чтобы можно было увидеть солнечный диск.

Первым человеком, зафиксировавшим это явление, был Геррит де Веер , участник Виллема Баренца злополучной третьей экспедиции в полярный регион. Новая Земля , архипелаг, где де Веер впервые наблюдал это явление, дал этому эффекту свое название. ^{[ 42 ]}

сумеречные лучи

Сумеречные лучи — это почти параллельные лучи солнечного света, движущиеся через атмосферу Земли, но, кажется, расходящиеся из-за линейной перспективы . ^{[ 43 ]} Они часто возникают, когда такие объекты, как горные вершины или облака, частично затеняют солнечные лучи, подобно облачному покрову . Различные соединения в воздухе рассеивают солнечный свет и делают эти лучи видимыми за счет дифракции , отражения и рассеяния.

Сумеречные скаты также иногда можно увидеть под водой, особенно в арктических районах, они появляются из шельфовых ледников или трещин во льду. Их также можно увидеть в те дни, когда солнце попадает в облака под идеальным углом и освещает местность.

Различают три основные формы сумеречных лучей. ^{[ нужна ссылка ]}:

Лучи света, проникающие в дыры в низких облаках (также называемых « Лестницей Иакова »).
Лучи света, расходящиеся из-за облака.
Бледные, розоватые или красноватые лучи, исходящие из-под горизонта. Их часто принимают за легкие столбы .

Их обычно можно увидеть вблизи восхода и заката солнца, когда высокие облака, такие как кучево-дождевые облака и горы, могут наиболее эффективно создавать эти лучи. ^{[ нужна ссылка ]}

Противосумеречные лучи

Противосумеречные лучи, будучи в действительности параллельными, иногда видны на небе в направлении, противоположном солнцу. Кажется, они снова сходятся на далеком горизонте.

Атмосферная рефракция

Диаграмма, показывающая смещение изображения Солнца на восходе и закате.

Атмосферная рефракция влияет на видимое положение астрономических и земных объектов, обычно заставляя их казаться выше, чем они есть на самом деле. По этой причине мореплаватели, астрономы и геодезисты наблюдают за положениями, когда эти эффекты минимальны. Моряки будут снимать звезду только тогда, когда она находится на высоте 20° или более над горизонтом, астрономы стараются планировать наблюдения, когда объект находится выше всего в небе, а геодезисты стараются проводить наблюдения во второй половине дня, когда рефракция минимальна.

Атмосферная дифракция

Атмосферная дифракция — это визуальный эффект, возникающий, когда солнечный свет преломляется частицами, взвешенными в воздухе.

Список

над Околозенитная дуга Гранд -Форксом, Северная Дакота.

К атмосферным оптическим явлениям относятся:

Послесвечение
Свечение воздуха
Полоса Александра — темная область между двумя дугами двойной радуги.
Альпенглоу
Антилион
Противосумеречные лучи
Аврора (северное и южное сияние, северное сияние и южное сияние)
Пояс Венеры
Чанк Призрак
Окологоризонтальная дуга
Циркумзенитальная дуга
Переливчатость облаков
сумеречные лучи
Тень Земли
Огни землетрясения
Слава
Зеленая вспышка
Ореолы Солнца или Луны, включая солнечные псы
Туман
Heiligenschein или эффект ореола, частично вызванный эффектом оппозиции.
Ледяное мерцание
Световой столб
Молния
Миражи (в том числе Фата Моргана )
Монохромная Радуга
Лунная собака
Лунный лук
Перламутровое облако/Полярное стратосферное облако
Радуга
Спрайт (молния)
Подсолнце
Солнечная собака
Касательная дуга
Эффект Тиндаля
Молнии верхних слоев атмосферы , включая красные спрайты , синие струи и ЭЛЬВЫ.
Водное небо

Двойная радуга на озере Минси, штат Пенсильвания.

Солнечный столб в Финистере , Бретань.

Атмосферное оптическое явление

См. также

Ссылки

^ «Оптика атмосферы — Глоссарий AMS» .
^ «Метеорологическая оптика — Глоссарий AMS» .
^ CD Аренс (1994). Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду (5-е изд.). Западная издательская компания. стр. 88–89 . ISBN 978-0-314-02779-5 .
^ А. Янг. «Введение в миражи» .
^ HD Янг (1992). «34» . Университетская физика 8е . Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-52981-4 .
^ «Метеорологическая оптика | Открытая библиотека» .
^ Ливингстон, WC (1980). «Марсель Миннарт и оптика в природе». Прикладная оптика . 19 (5): 648–649. Бибкод : 1980ApOpt..19..648L . дои : 10.1364/AO.19.000648 .
^ Гринлер, Роберт; Линч, Дэвид К. (2011). «Свет и цвет в природе: возвращение к истокам оптики». Новости оптики и фотоники . 22 (9): 30–37. дои : 10.1364/ОПН.22.9.000030 .
^ Морис Хершенсон (1989). Иллюзия Луны . Психология Пресс. ISBN 978-0-8058-0121-7 . Архивировано из оригинала 15 мая 2015 года.
^ Хелен Росс, Корнелис Плаг (2002). Тайна лунной иллюзии . Издательство Оксфордского университета, США. Страница 180.
↑ Почему небо сверху голубее, чем у горизонта. Архивировано 22 апреля 2011 г. в Wayback Machine.
^ Дэвид К. Линч, Уильям Чарльз Ливингстон (2001). Цвет и свет в природе . Издательство Кембриджского университета. п. 31. ISBN 978-0-521-77504-5 .
^ Ю Тимофеев и А. В. Васильев (2008). Теоретические основы оптики атмосферы . Кембриджское международное научное издательство. п. 174. ИСБН 978-1-904602-25-5 .
^ Крейг Ф. Борен и Юджин Эдмунд Клотио (2006). Основы атмосферной радиации: введение с 400 задачами . Вайли-ВЧ. п. 427. Бибкод : 2006fari.book.....B . ISBN 978-3-527-40503-9 .
^ Наука Дейли. Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США. Проверено 10 июня 2007 г.
^ «Три столпа астрономии» . Проверено 11 января 2016 г.
^ eSim 2008 (20–22 мая 2008 г.) General Sky Standard, определяющий распределение яркости. Архивировано 22 апреля 2011 г., в Wayback Machine.
^ «Повышение отражательной способности облаков». Архивировано 2 апреля 2015 г., в Wayback Machine , Королевское географическое общество, 2010 г.
^ Бетт Хайлман (1995). «Облака поглощают больше солнечной радиации, чем считалось ранее». хим. англ. Новости . 73 (7): 33. doi : 10.1021/cen-v073n007.p033 .
^ Центр данных атмосферных наук (28 сентября 2007 г.). «Какая длина волны соответствует цвету?» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 20 июля 2011 г. Проверено 28 марта 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Фрэнк В. Галлахер, III. (октябрь 2000 г.). «Далекие зеленые грозы – новый взгляд на теорию Фрейзера» . Журнал прикладной метеорологии . 39 (10): 1754–1757. Бибкод : 2000JApMe..39.1754G . дои : 10.1175/1520-0450-39.10.1754 .
^ Гаррет Нэгл (1998). «10. Города и загрязнение воздуха» . Опасности . Нельсон Торнс. стр. 101–. ISBN 978-0-17-490022-1 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Уильям Томас Бранде и Джозеф Ковен (1842 г.). Словарь науки, литературы и искусства: включает историю, описание и все общеупотребительные термины . Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс. п. 540.
^ Сторм Данлоп (2003). Справочник по определению погоды . Глобус Пекот. п. 118. ИСБН 978-1-58574-857-0 . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ли М. Гренци и Джон М. Незе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст/лабораторное пособие . Кендалл Хант. п. 330. ИСБН 978-0-7872-7716-1 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Деварадж Сингх (2010). Основы оптики . PHI Learning Private Limited. п. 43. ИСБН 978-81-203-4189-0 .
^ Дэвид К. Линч (2002). Циррус . Издательство Оксфордского университета, США. п. 193. ИСБН 978-0-19-513072-0 .
^ У. и Р. Чемберсы (1874 г.). Энциклопедия Чемберса: словарь универсальных знаний для народа . Том. Фольксваген и Р. Чемберс. стр. 206–207.
^ Деннис Эскоу (март 1983 г.). «Создавайте прогнозы погоды» . Популярная механика . 159 (3): 148.
^ Лес Коули (2 августа 2009 г.). «Эффект солнечной высоты» . Атмосферная оптика . Проверено 2 апреля 2011 г.
^ Лес Коули (2 августа 2009 г.). «Другие миры» . Атмосферная оптика . Проверено 1 апреля 2011 г.
^ Национальная метеорологическая служба (25 июня 2009 г.). «Глоссарий: Г» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 12 апреля 2011 г.
^ Элизабет А. Вуд (1975). Наука из окна вашего самолета . Публикации Courier Dover. п. 70 . ISBN 978-0-486-23205-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Уиллис Исбистер Милхэм (1912). Метеорология: Учебник о погоде, причинах ее изменений и прогнозировании погоды для школьников и широкого читателя . Компания Макмиллан. стр. 449–450 .
^ Джефф Реннике (октябрь 1995 г.). «Небо» . Путешественник . 23 (8): 55–59.
^ Эндрю Т. Янг (2006). «Зеленый мигает с первого взгляда» . Государственный университет Сан-Диего . Архивировано из оригинала 5 февраля 2009 года . Проверено 5 марта 2009 г.
^ ЧР Неф (2009). «Красный закат, зеленая вспышка» . Государственный университет Джорджии . Гиперфизика. Архивировано из оригинала 15 августа 2010 года . Проверено 11 августа 2010 г.
^ DJK О'Коннелл (1958). «Зеленая вспышка и другие явления низкого солнца». Кастель Гандольфо: Ватиканская обсерватория, астрономические исследования . 4 : 7. Бибкод : 1958RA......4.....O .
^ Jump up to: ^а ^б Введение в миражи Энди Янга
^ Ян Дирк Блом (2009). Словарь галлюцинаций . Спрингер. п. 189. ИСБН 978-1-4419-1222-0 .
^ Кливленд Эбби (октябрь 1896 г.). «Атмосферные преломления на поверхности воды» . Ежемесячный обзор погоды . 24 (10): 372. Бибкод : 1896MWRv...24R.371. . doi : 10.1175/1520-0493(1896)24[371b:ARATSO]2.0.CO;2 .
^ Jump up to: ^а ^б ЯапЯн Зееберг (2001). Климат и ледниковая история архипелага Новая Земля, Российская Арктика: с заметками по истории освоения региона . ЯапЯн Зееберг. п. 149. ИСБН 978-90-5170-563-8 .
^ Джон А. Дэй (2005). Книга облаков . Sterling Publishing Company, Inc., стр. 124–127. ISBN 978-1-4027-2813-6 .
^ «Пояс Венеры над горой Параналь» . Картина недели . ЭСО . Проверено 14 августа 2013 г.

[1] «Оптика атмосферы — Глоссарий AMS» .

[2] «Метеорологическая оптика — Глоссарий AMS» .

[3] CD Аренс (1994). Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду (5-е изд.). Западная издательская компания. стр. 88–89 . ISBN 978-0-314-02779-5 .

[4] А. Янг. «Введение в миражи» .

[light-5] HD Янг (1992). «34» . Университетская физика 8е . Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-52981-4 .

[6] «Метеорологическая оптика | Открытая библиотека» .

[7] Ливингстон, WC (1980). «Марсель Миннарт и оптика в природе». Прикладная оптика . 19 (5): 648–649. Бибкод : 1980ApOpt..19..648L . дои : 10.1364/AO.19.000648 .

[8] Гринлер, Роберт; Линч, Дэвид К. (2011). «Свет и цвет в природе: возвращение к истокам оптики». Новости оптики и фотоники . 22 (9): 30–37. дои : 10.1364/ОПН.22.9.000030 .

[Hershenson-9] Морис Хершенсон (1989). Иллюзия Луны . Психология Пресс. ISBN 978-0-8058-0121-7 . Архивировано из оригинала 15 мая 2015 года.

[10] Хелен Росс, Корнелис Плаг (2002). Тайна лунной иллюзии . Издательство Оксфордского университета, США. Страница 180.

[11] Почему небо сверху голубее, чем у горизонта. Архивировано 22 апреля 2011 г. в Wayback Machine.

[12] Дэвид К. Линч, Уильям Чарльз Ливингстон (2001). Цвет и свет в природе . Издательство Кембриджского университета. п. 31. ISBN 978-0-521-77504-5 .

[13] Ю Тимофеев и А. В. Васильев (2008). Теоретические основы оптики атмосферы . Кембриджское международное научное издательство. п. 174. ИСБН 978-1-904602-25-5 .

[14] Крейг Ф. Борен и Юджин Эдмунд Клотио (2006). Основы атмосферной радиации: введение с 400 задачами . Вайли-ВЧ. п. 427. Бибкод : 2006fari.book.....B . ISBN 978-3-527-40503-9 .

[pooraq-15] Наука Дейли. Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США. Проверено 10 июня 2007 г.

[16] «Три столпа астрономии» . Проверено 11 января 2016 г.

[17] Sim 2008 (20–22 мая 2008 г.) General Sky Standard, определяющий распределение яркости. Архивировано 22 апреля 2011 г., в Wayback Machine.

[Steven_Salter_and_John_Latham-18] «Повышение отражательной способности облаков». Архивировано 2 апреля 2015 г., в Wayback Machine , Королевское географическое общество, 2010 г.

[Bette_Hileman-19] Бетт Хайлман (1995). «Облака поглощают больше солнечной радиации, чем считалось ранее». хим. англ. Новости . 73 (7): 33. doi : 10.1021/cen-v073n007.p033 .

[20] Центр данных атмосферных наук (28 сентября 2007 г.). «Какая длина волны соответствует цвету?» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 20 июля 2011 г. Проверено 28 марта 2011 г.

[frank-21] Jump up to: ^а ^б Фрэнк В. Галлахер, III. (октябрь 2000 г.). «Далекие зеленые грозы – новый взгляд на теорию Фрейзера» . Журнал прикладной метеорологии . 39 (10): 1754–1757. Бибкод : 2000JApMe..39.1754G . дои : 10.1175/1520-0450-39.10.1754 .

[Garrett_Nagle-22] Гаррет Нэгл (1998). «10. Города и загрязнение воздуха» . Опасности . Нельсон Торнс. стр. 101–. ISBN 978-0-17-490022-1 .

[1842diction-23] Jump up to: ^а ^б ^с Уильям Томас Бранде и Джозеф Ковен (1842 г.). Словарь науки, литературы и искусства: включает историю, описание и все общеупотребительные термины . Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс. п. 540.

[24] Сторм Данлоп (2003). Справочник по определению погоды . Глобус Пекот. п. 118. ИСБН 978-1-58574-857-0 . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[Grenci-25] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ли М. Гренци и Джон М. Незе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст/лабораторное пособие . Кендалл Хант. п. 330. ИСБН 978-0-7872-7716-1 .

[FunOpt-26] Jump up to: ^а ^б ^с Деварадж Сингх (2010). Основы оптики . PHI Learning Private Limited. п. 43. ИСБН 978-81-203-4189-0 .

[27] Дэвид К. Линч (2002). Циррус . Издательство Оксфордского университета, США. п. 193. ИСБН 978-0-19-513072-0 .

[28] У. и Р. Чемберсы (1874 г.). Энциклопедия Чемберса: словарь универсальных знаний для народа . Том. Фольксваген и Р. Чемберс. стр. 206–207.

[29] Деннис Эскоу (март 1983 г.). «Создавайте прогнозы погоды» . Популярная механика . 159 (3): 148.

[atoptics-sunalt-30] Лес Коули (2 августа 2009 г.). «Эффект солнечной высоты» . Атмосферная оптика . Проверено 2 апреля 2011 г.

[atoptics-other-worlds-31] Лес Коули (2 августа 2009 г.). «Другие миры» . Атмосферная оптика . Проверено 1 апреля 2011 г.

[32] Национальная метеорологическая служба (25 июня 2009 г.). «Глоссарий: Г» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 12 апреля 2011 г.

[33] Элизабет А. Вуд (1975). Наука из окна вашего самолета . Публикации Courier Dover. п. 70 . ISBN 978-0-486-23205-8 .

[mac-34] Jump up to: ^а ^б Уиллис Исбистер Милхэм (1912). Метеорология: Учебник о погоде, причинах ее изменений и прогнозировании погоды для школьников и широкого читателя . Компания Макмиллан. стр. 449–450 .

[back-35] Джефф Реннике (октябрь 1995 г.). «Небо» . Путешественник . 23 (8): 55–59.

[young-36] Эндрю Т. Янг (2006). «Зеленый мигает с первого взгляда» . Государственный университет Сан-Диего . Архивировано из оригинала 5 февраля 2009 года . Проверено 5 марта 2009 г.

[37] ЧР Неф (2009). «Красный закат, зеленая вспышка» . Государственный университет Джорджии . Гиперфизика. Архивировано из оригинала 15 августа 2010 года . Проверено 11 августа 2010 г.

[38] DJK О'Коннелл (1958). «Зеленая вспышка и другие явления низкого солнца». Кастель Гандольфо: Ватиканская обсерватория, астрономические исследования . 4 : 7. Бибкод : 1958RA......4.....O .

[An_Introduction_to_Mirages-39] Jump up to: ^а ^б Введение в миражи Энди Янга

[40] Ян Дирк Блом (2009). Словарь галлюцинаций . Спрингер. п. 189. ИСБН 978-1-4419-1222-0 .

[41] Кливленд Эбби (октябрь 1896 г.). «Атмосферные преломления на поверхности воды» . Ежемесячный обзор погоды . 24 (10): 372. Бибкод : 1896MWRv...24R.371. . doi : 10.1175/1520-0493(1896)24[371b:ARATSO]2.0.CO;2 .

[nov-42] Jump up to: ^а ^б ЯапЯн Зееберг (2001). Климат и ледниковая история архипелага Новая Земля, Российская Арктика: с заметками по истории освоения региона . ЯапЯн Зееберг. п. 149. ИСБН 978-90-5170-563-8 .

[cresp-43] Джон А. Дэй (2005). Книга облаков . Sterling Publishing Company, Inc., стр. 124–127. ISBN 978-1-4027-2813-6 .

[44] «Пояс Венеры над горой Параналь» . Картина недели . ЭСО . Проверено 14 августа 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]