Zjawiska optyczne w atmosferze Instytut Astronomiczny UWr Tomasz Andel.

Prezentacja na temat: "Zjawiska optyczne w atmosferze Instytut Astronomiczny UWr Tomasz Andel."— Zapis prezentacji:

1 Zjawiska optyczne w atmosferze Instytut Astronomiczny UWr Tomasz Andel

2 Agenda Kolor nieba Kolor nieba Halo Halo Zjawiska związane z rozpraszaniem światła na kryształach lodu Zjawiska związane z rozpraszaniem światła na kryształach lodu Perłowe chmury Perłowe chmury Srebrzyste chmury Srebrzyste chmury Zorza polarna Zorza polarna Efekty wywołane przez refrakcję Efekty wywołane przez refrakcję Inne ciekawe i rzadkie.. Inne ciekawe i rzadkie..

3 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej..

4 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej..

5 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Fotony tej barwy są wysoko energetyczne i mają wysoką częstotliwość drgań

6 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Fotony tej barwy są wysoko energetyczne i mają wysoką częstotliwość drgań Fotony tej barwy są nisko energetyczne i mają niską częstotliwość drgań

7 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dla atmosfery ziemi : ω – częstotliwość drgań padającego światła ω 0 – charakterystyczna częstotliwość drgań atomu

8 Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dlatego,że światło słoneczne jest białe.. a konkretniej.. Dla atmosfery ziemi : ω – częstotliwość drgań padającego światła ω 0 – charakterystyczna częstotliwość drgań atomu Intensywniej rozpraszane są fotony o wyższej częstotliwości !

9 Kolor nieba

10

11

12 Halo zjawisko optyczne zachodzące w atmosferze ziemskiej obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej. Jest to świetlisty, biały lub zawierający kolory tęczy (wewnątrz czerwony, fioletowy na zewnątrz), pierścień widoczny wokół Słońca lub Księżyca. Część nieba wewnątrz kręgu jest tak samo ciemna jak na zewnątrz. Zjawisko wywołane jest załamaniem na kryształach lodu i odbiciem wewnątrz kryształów lodu znajdujących się w chmurach pierzastych piętra wysokiego (cirrostratus) lub we mgle lodowej. zjawisko optyczne zachodzące w atmosferze ziemskiej obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej. Jest to świetlisty, biały lub zawierający kolory tęczy (wewnątrz czerwony, fioletowy na zewnątrz), pierścień widoczny wokół Słońca lub Księżyca. Część nieba wewnątrz kręgu jest tak samo ciemna jak na zewnątrz. Zjawisko wywołane jest załamaniem na kryształach lodu i odbiciem wewnątrz kryształów lodu znajdujących się w chmurach pierzastych piętra wysokiego (cirrostratus) lub we mgle lodowej.atmosferzetęczy SłońcaKsiężycakryształach loducirrostratusatmosferzetęczy SłońcaKsiężycakryształach loducirrostratus

13 Zjawiska a kryształy lodu

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36 Łuki Lowitza - jedno ze zjawisk optycznych związane prawdopodobnie z płytkowymi kryształami lodu wirującymi podczas spadaniaoptycznychkryształami lodu

37 Zjawiska a kryształy lodu

38

39

40

41

42

43

44

45 Łuk okołozenitalny - Tęczowe barwy łuku okołozenitalnego są jeszcze czystsze niż w tęczy. Dzieje się tak dzięki temu że warunki refrakcji i wewnętrznego odbicia dla łuku okołozenitalnego dają łuk szerszy niż tęcza. Ponadto światło tworzące łuk okołozenitalny jest załamywane podobnie jak w pryzmacie, więc kąt rozproszenia zależy ściśle od długości fali światła.tęczypryzmacie długości fali

46 Zjawiska a kryształy lodu Łuk okołozenitalny - Tęczowe barwy łuku okołozenitalnego są jeszcze czystsze niż w tęczy. Dzieje się tak dzięki temu że warunki refrakcji i wewnętrznego odbicia dla łuku okołozenitalnego dają łuk szerszy niż tęcza. Ponadto światło tworzące łuk okołozenitalny jest załamywane podobnie jak w pryzmacie, więc kąt rozproszenia zależy ściśle od długości fali światła.tęczypryzmacie długości fali

47 Zjawiska a kryształy lodu Łuk okołozenitalny - Tęczowe barwy łuku okołozenitalnego są jeszcze czystsze niż w tęczy. Dzieje się tak dzięki temu że warunki refrakcji i wewnętrznego odbicia dla łuku okołozenitalnego dają łuk szerszy niż tęcza. Ponadto światło tworzące łuk okołozenitalny jest załamywane podobnie jak w pryzmacie, więc kąt rozproszenia zależy ściśle od długości fali światła.tęczypryzmacie długości fali

48 Zjawiska a kryształy lodu

49

50 Krąg parheliczny - jest bladym, białym pasem opasującym całe niebo, przecinającym słońce. Na jego przecięciu z halo 22 stopniowym powstają Słońca poboczne (parhelia). Krąg parheliczny powstaje w wyniku odbicia się światła od pionowych ścianek kryształów lodowych w chmurach piętra wysokiego. Ten typ halo występuje nieco rzadziej od innych. Rzadko zdarza się zaobserwować pełny okrąg, częściej jego fragmenty.Słońca poboczne

51 Zjawiska a kryształy lodu

52 Zjawisk związanych z kryształkami lodu jest znacznie więcej, ale te są najczęstsze. O bardziej egzotycznych wspomnę pod koniec prezentacji !

53 Perłowe chmury Obłoki iryzujące, zwane też obłokami perłowymi (isl. glitský). Te świecące w stratosferze obłoki są podobne do masy perłowej i stąd ich nazwa. Chmury perłowe składają się z drobnych kropelek wody bądź cząstek lodu, które powstają na wysokości 20 - 30 km nad ziemią. Na tych cząstkach światło słoneczne ulega załamaniu i interferencji, w wyniku tego obłoki mienią się kolorami.

54 Srebrzyste chmury Obłoki srebrzyste - są rzadko obserwowanymi chmurami widzianymi w półzmroku przy zmierzchu, kiedy słońce jest 6-16 stopni poniżej horyzontu. Najczęściej obserwowane są w pasie pomiędzy 50° i 70° (północne i południowe szerokości). Obłoki srebrzyste są najwyższymi chmurami obserwowanymi z ziemi, znajdują się w mezosferze około 75 ~ 85 km ponad ziemią. Odkryto je w 1885 roku, dwa lata po wybuchu wulkanu Krakatau, z którym je początkowo wiązano. Jednak, gdy echa eksplozji ucichły, obłoki zaczęły pojawiać się coraz częściej. 25 kwietnia 2007 został wystrzelony satelita AIM, który w czasie dwuletniej misji ma zbadać tajemnicze chmury.horyzontumezosferze km1885wulkanuKrakatauAIM

55 Srebrzyste chmury Obłoki srebrzyste - są rzadko obserwowanymi chmurami widzianymi w półzmroku przy zmierzchu, kiedy słońce jest 6-16 stopni poniżej horyzontu. Najczęściej obserwowane są w pasie pomiędzy 50° i 70° (północne i południowe szerokości). Obłoki srebrzyste są najwyższymi chmurami obserwowanymi z ziemi, znajdują się w mezosferze około 75 ~ 85 km ponad ziemią. Odkryto je w 1885 roku, dwa lata po wybuchu wulkanu Krakatau, z którym je początkowo wiązano. Jednak, gdy echa eksplozji ucichły, obłoki zaczęły pojawiać się coraz częściej. 25 kwietnia 2007 został wystrzelony satelita AIM, który w czasie dwuletniej misji ma zbadać tajemnicze chmury.horyzontumezosferze km1885wulkanuKrakatauAIM

56 Srebrzyste chmury Obłoki srebrzyste - są rzadko obserwowanymi chmurami widzianymi w półzmroku przy zmierzchu, kiedy słońce jest 6-16 stopni poniżej horyzontu. Najczęściej obserwowane są w pasie pomiędzy 50° i 70° (północne i południowe szerokości). Obłoki srebrzyste są najwyższymi chmurami obserwowanymi z ziemi, znajdują się w mezosferze około 75 ~ 85 km ponad ziemią. Odkryto je w 1885 roku, dwa lata po wybuchu wulkanu Krakatau, z którym je początkowo wiązano. Jednak, gdy echa eksplozji ucichły, obłoki zaczęły pojawiać się coraz częściej. 25 kwietnia 2007 został wystrzelony satelita AIM, który w czasie dwuletniej misji ma zbadać tajemnicze chmury.horyzontumezosferze km1885wulkanuKrakatauAIM

57 Zorza polarna Powstawanie zjawiska związane jest z przepływem prądu w jonosferze na wysokości około 100 km ponad powierzchnią Ziemi w obszarze przenikania pasów radiacyjnych i atmosfery ziemskiej.jonosferze Podczas rozbłysków Słońce emituje protony o energiach do 1 GeV oraz elektrony o kilka rzędów wielkości mniejszej energii, co wynika z mniejszej masy spoczynkowej tych cząstek. Cząstki te są w większości odchylane przez ziemskie pole magnetyczne. Pułapkowane przez ziemską magnetosferę poruszają się po torze helisy wzdłuż linii pola magnetycznego łączących obydwa ziemskie bieguny magnetyczne powodując wzbudzenia atomów w obszarze polarnym, a skutkiem tego świecenie zorzowe. Atmosfera na dużych wysokościach jest zjonizowana i rozrzedzona, co jest przyczyną także emisji linii wzbronionych. Świecenie zorzowe tworzy ponad 270 linii emisyjnych, głównie tlenu i azotu.Słońceprotonyelektrony ziemskiepole magnetyczne

58 Zorza polarna

59

60

61

62

63

64 Efekty wywołane przez refrakcję deformacja kształtu tarczy słonecznej spłaszczenie tarczy zielony błysk

65 Efekty wywołane przez refrakcję deformacja kształtu tarczy słonecznej spłaszczenie tarczy zielony błysk Zielony błysk -jako pewne przyjmuje się, że podstawowe znaczenie ma selektywne pochłanianie pewnych części spektrum światła i odbicie w wyższych warstwach atmosfery, które ma miejsce przy współistnieniu pewnych rzadkich warunków atmosferycznych.

66 Zielony Błysk FILM ! FILM !

67 Inne ciekawe i rzadkie.. Widmo Brockenu - rzadkie zjawisko optyczne spotykane w górach, polegające na zaobserwowaniu własnego cienia na chmurze znajdującej się poniżej obserwatora. Zdarza się, że cień obserwatora otoczony jest tęczową obwódką zwaną glorią.glorią

68 Inne ciekawe i rzadkie.. Zjawisko obserwowane jest najczęściej w wyższych górach w warunkach, gdy obserwator znajduje się na linii pomiędzy Słońcem a chmurą, która położona poniżej obserwatora odgrywa rolę ekranu. Zjawisko obserwowane w górach daje ponadto efekt pozornego powiększenia cienia obserwatora – projekcja naturalnej wielkości cienia obserwatora na tle oddalonych gór sprawia, iż wydaje się on powiększony.

69 Inne ciekawe i rzadkie.. Gloria – zjawisko optyczne polegające na wystąpieniu barwnych pierścieni wokół cienia obserwatora widocznego na tle chmur lub mgły, przy czym niebieski pierścień ma mniejszą średnicę od czerwonego.optyczne cieniachmur mgły Gloria powstaje na skutek dyfrakcji (ugięcia fal) i odbicia światła na kroplach wody. Jest podobna do wieńca, jednak powstaje nie dookoła Słońca lub Księżyca, lecz dookoła punktu położonego po stronie przeciwnej względem tarczy ciała niebieskiego. dyfrakcji światławody SłońcaKsiężyca

70 Inne ciekawe i rzadkie.. Zjawisko to występuje w chmurach położonych na wprost przed obserwatorem albo niżej od niego, tj. w górach lub przy obserwacjach z samolotu. Na te same chmury pada cień obserwatora i wówczas wydaje się, że gloria otacza cień jego głowy.samolotu

71 Inne ciekawe i rzadkie.. Związane z kryształami lodu

72 Inne ciekawe i rzadkie.. Związane z kryształami lodu Po więcej informacji odsyłam do http://www.atoptics.co.uk/halo/ unusual.htm

73 A na koniec.. tęcza !

74

75 Tęcza

76 Tęcza

77 Tęcza

78 Oraz wiele innych zjawisk.. Przedstawione w prezentacji zjawiska nie są wszystkimi jakie można obserwować ! Jest ich znacznie więcej, niektóre z nich jak Łuk Kerna po raz pierwszy zostały sfotografowane dopiero w 2007 roku! Przedstawione w prezentacji zjawiska nie są wszystkimi jakie można obserwować ! Jest ich znacznie więcej, niektóre z nich jak Łuk Kerna po raz pierwszy zostały sfotografowane dopiero w 2007 roku!

79 Oraz wiele innych zjawisk.. Przedstawione w prezentacji zjawiska nie są wszystkimi jakie można obserwować ! Jest ich znacznie więcej, niektóre z nich jak Łuk Kerna po raz pierwszy zostały sfotografowane dopiero w 2007 roku! Przedstawione w prezentacji zjawiska nie są wszystkimi jakie można obserwować ! Jest ich znacznie więcej, niektóre z nich jak Łuk Kerna po raz pierwszy zostały sfotografowane dopiero w 2007 roku! A dziś możemy je oglądać w Internecie.. :)

80 Bibliografia http://www.atoptics.co.uk/ http://www.atoptics.co.uk/ http://www.atoptics.co.uk/ http://gallery.astronet.pl http://gallery.astronet.pl http://gallery.astronet.pl Atmospheric Halos and the Search for Angle x by Walter Tape & Jarmo Moilanen American Geophysical Union, Washington Atmospheric Halos and the Search for Angle x by Walter Tape & Jarmo Moilanen American Geophysical Union, Washington Atmospheric Halos by Walter Tape Antarctic Research Series, Vol. 64, American Geophysical Union, Washington, 1994 ISBN 0-87590-834-9 Atmospheric Halos by Walter Tape Antarctic Research Series, Vol. 64, American Geophysical Union, Washington, 1994 ISBN 0-87590-834-9 Color and Light in Nature by David K. Lynch & William Livingston Cambridge University Press, 2001 ISBN 0-521-775043 Color and Light in Nature by David K. Lynch & William Livingston Cambridge University Press, 2001 ISBN 0-521-775043

81 Bibliografia Le Meraviglie del Cielo by Paolo Candy Il Castello, Milano, 1997 ISBN 88-8039-125-9 Le Meraviglie del Cielo by Paolo Candy Il Castello, Milano, 1997 ISBN 88-8039-125-9 http://www.keswick.u-net.com/ http://www.keswick.u-net.com/ http://www.keswick.u-net.com/ http://www.ccdland.com/ http://www.ccdland.com/ http://www.ccdland.com/ Light Scattering by Small Particles by H.C.van de Hulst Dover Publications, Inc., New York, 1981 ISBN 0-486-64228-3 Light Scattering by Small Particles by H.C.van de Hulst Dover Publications, Inc., New York, 1981 ISBN 0-486-64228-3 http://www.geocities.com/bowlturner/my_weatherpics.html http://www.geocities.com/bowlturner/my_weatherpics.html http://www.geocities.com/bowlturner/my_weatherpics.html http://vjac.free.fr/skyshows/ http://vjac.free.fr/skyshows/ http://vjac.free.fr/skyshows/ http://home.comcast.net/~scwest/atmo/ http://home.comcast.net/~scwest/atmo/ http://home.comcast.net/~scwest/atmo/ http://mintaka.sdsu.edu/GF/index.html http://mintaka.sdsu.edu/GF/index.html http://mintaka.sdsu.edu/GF/index.html