6.14. Темное пятно в розовом обрамлении, возникающее на закате

Почему во время заката с восточной стороны над горизонтом появляется темное пятно (рис. 6.7a)? Почему верхняя граница этого пятна, ее называют поясом Венеры, часто бывает красной или оранжевой? Почему иногда середина пятна окрашена в тусклый синий цвет?

Рис. 6.7 / Задача 6.14. a) Во время заката с восточной стороны горизонта формируется темное пятно. б) Красный свет обозначает границу тени Земли на небе. Внутренняя часть пятна окрашена в тусклый синий цвет.

ОТВЕТ • Темное пятно — тень, которую Земля отбрасывает на атмосферу. Тень поднимается на востоке, когда солнце садится на западе. Верхний край тени освещает свет, «покрасневший» за время долгого пути через атмосферу: он теряет синий цвет, рассеиваясь на большом числе молекул (рис. 6.7б). Часть света, достигнув верхней границы тени, рассеивается в направлении наблюдателя, и поэтому сверху тень кажется красной.

Есть несколько причин, почему внутренняя область тени может быть синей. В первую очередь это связано с тем, что свет, идущий к наблюдателю из области тени, не может исходить непосредственно от солнца. Это свет, рассеянный в еще освещенных прямыми лучами солнца верхних слоях атмосферы. Поскольку плотность воздуха в этих слоях невелика, свет меньше теряет голубую компоненту, чем проходя через воздух нижних слоев атмосферы. Если заметный путь свет проходит через озоновый слой, его цвет становится насыщенно синим, так как озон поглощает излучение красного конца видимого спектра. Какая-то часть этого синего света рассеивается в направлении тени, а затем в направлении наблюдателя. Поскольку фон, на котором видна тень, темный, иногда этот слабый синий свет можно заметить.