راز بقا: آسمان آبی یکی از سادهترین، اما در عین حال جالبترین پدیدههایی است که هر روز با آن روبهرو میشویم. بسیاری از ما از کودکی این سؤال را داشتهایم که چرا آسمان رنگ آبی دارد و مثلاً سبز یا بنفش نیست.
به گزارش راز بقا، پاسخ این سؤال در رفتار نور خورشید و نحوه تعامل آن با جو زمین قرار دارد. در واقع ترکیب نور، مولکولهای هوا و نحوه پراکندگی نور باعث میشود آسمان برای ما آبی دیده شود.
نور خورشید در نگاه اول سفید به نظر میرسد، اما در حقیقت از ترکیب چندین رنگ مختلف ساخته شده است. اگر نور خورشید از یک منشور عبور کند، به رنگهای مختلفی مانند قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی و بنفش تقسیم میشود. این همان پدیدهای است که در رنگینکمان نیز مشاهده میکنیم.
هر یک از این رنگها طول موج متفاوتی دارند. رنگهای قرمز دارای طول موج بلندتر هستند، در حالی که رنگهای آبی و بنفش طول موج کوتاهتری دارند. همین تفاوت در طول موج نقش مهمی در رنگ آسمان ایفا میکند.
وقتی نور خورشید به زمین میرسد، ابتدا وارد جو زمین میشود. جو زمین از گازهای مختلفی مانند نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده و همچنین ذرات بسیار ریز گردوغبار و بخار آب نیز در آن وجود دارد. نور خورشید هنگام عبور از جو با این مولکولها و ذرات برخورد میکند.

این برخورد باعث پخش شدن نور در جهات مختلف میشود. به این فرآیند «پراکندگی نور» گفته میشود. نوع خاصی از این پراکندگی که در جو زمین رخ میدهد «پراکندگی رایلی» نام دارد.
در پراکندگی رایلی، نورهایی که طول موج کوتاهتری دارند بیشتر پراکنده میشوند. به همین دلیل نور آبی و بنفش نسبت به رنگهایی مانند قرمز یا نارنجی بیشتر در جو پخش میشوند.
با وجود اینکه نور بنفش حتی بیشتر از آبی پراکنده میشود، اما چند دلیل وجود دارد که باعث میشود آسمان بیشتر آبی دیده شود. اول اینکه چشم انسان نسبت به رنگ آبی حساستر از بنفش است. دوم اینکه بخشی از نور بنفش توسط لایههای بالایی جو جذب میشود. به همین دلیل ترکیب نهایی نوری که به چشم ما میرسد بیشتر آبی به نظر میرسد.
یکی از پدیدههای جالب مربوط به رنگ آسمان، تغییر رنگ آن در هنگام طلوع و غروب خورشید است. در این زمانها خورشید در نزدیکی افق قرار دارد و نور آن باید مسیر طولانیتری را در جو زمین طی کند.
در طول این مسیر طولانی، بخش زیادی از نورهای آبی و بنفش پراکنده شده و از مسیر دید ما خارج میشوند. در نتیجه نورهایی با طول موج بلندتر مانند قرمز، نارنجی و زرد بیشتر به چشم ما میرسند. به همین دلیل آسمان در هنگام غروب یا طلوع خورشید اغلب به رنگهای گرم مانند نارنجی و قرمز دیده میشود.
عوامل محیطی نیز میتوانند رنگ آسمان را تغییر دهند. برای مثال وجود گردوغبار زیاد، آلودگی هوا یا رطوبت بالا میتواند باعث شود آسمان کمرنگتر یا حتی متمایل به خاکستری دیده شود.
در مناطق بسیار تمیز و با هوای شفاف، آسمان معمولاً آبی پررنگتر و شفافتر دیده میشود. به همین دلیل در کوهستانها یا مناطق دور از آلودگی شهری اغلب آسمان بسیار آبیتر به نظر میرسد.

آبی بودن آسمان نتیجه تعامل پیچیدهای میان نور خورشید، مولکولهای موجود در جو زمین و نحوه درک رنگها توسط چشم انسان است. پراکندگی بیشتر نورهای با طول موج کوتاه مانند آبی باعث میشود بیشتر جهات آسمان با نور آبی پر شود و ما آن را به رنگ آبی ببینیم. این پدیده ساده در واقع نمونهای جذاب از قوانین فیزیک و رفتار نور در طبیعت است که هر روز بدون توجه خاصی آن را مشاهده میکنیم.