Fulldome.pl

Blog o planetariach i technologii fulldome

Atmosfera Ciekawostki Obserwacje

Jak zobaczyć cień Ziemi?

Na postawione w tytule pytanie można udzielić rozmaitych odpowiedzi. Jest to możliwe podczas zaćmienia Księżyca - tak jak na zdjęciu ilustracyjnym obok, cień Ziemi oświetlonej przez Słońce pada na Księżyc. Barwa zaćmionej księżycowej tarczy jest spowodowana właściwościami ziemskiej atmosfery - bardziej pochłania ona fale krótsze (niebieskie) niż dłuższe (czerwone). Czerwona część światła widzialnego przechodzi więc dalej niż niebieska, dlatego wyraźnie dominuje. Z łatwością możemy znaleźć zdjęcie cienia Ziemi w Internecie - to najszybszy sposób, jak na dłoni mamy setki zdjęć zaćmień Księżyca - do wyboru, do koloru! A czy próbowaliście zobaczyć cień Ziemi samemu? Najlepsze jest to, że nie trzeba czekać na najbliższe zaćmienie Księżyca, które nie trafia się zbyt często. To możliwe, trzeba tylko wiedzieć kiedy i gdzie patrzeć. Cień naszej planety można ujrzeć podczas każdego pogodnego wschodu i zachodu Słońca, czyli dwa razy na dobę! Oczywiście nie każdemu porankowi i wieczorowi towarzyszy czyste niebo, a w dodatku rano zazwyczaj śpimy. Odrzucając chwile z niesprzyjającymi warunkami zostajemy z wciąż sporą ilością okazji do ujrzenia cienia. Posłużę się obszernym cytatem z wydanej w 1950 r. broszurki Zjawiska optyczne w atmosferzeautorstwa prof. Edwarda Stenza:

ZORZA

Błękit nieba nie utrzymuje się bynajmniej w ciągu całego dnia. W miarę jak Słońce chyli się ku zachodowi, niżej położone części nieboskłonu zmieniają swe barwy w sposób charakterystyczny aż do chwili, póki ciemność nie ogarnie całego nieba.

Zmianę barw nieba przy wschodzie i zachodzie Słońca nazywamy ogólnie zorzą. Niekiedy nadaje się tym zjawiskom nazwę zjawisk zmrokowych, może o tyle niesłuszną, że zmrok jest tylko po zachodzie Słońca, podczas gdy przed wschodem Słońca mamy świt. Obie zorze, poranna i wieczorna, trwają razem około 2 godzin, obejmują więc około 1/12 doby.

W normalnych warunkach natężenie zorzy jest raczej słabe i tylko w okresie zakłóceń optycznych (o których mowa niżej) zorza rzuca się w oczy grą swych kolorów. W roku 462 czerwona zorza towarzysząca opadowi pyłu wywołała nawet panikę w Konstantynopolu. Jednak i w zwykłych warunkach, podczas pogody, zmiany barwy nieba o zachodzie lub wschodzie są tak uderzające, że wielu malarzy poświęca im swe płótna pod nazwą: O świcie,O zmierzchu itd. Zmiany barwy nieba możemy łatwo przy pewnej wprawie zaobserwować, jeżeli im poświęcimy trochę czasu i uwagi.

Gdy więc po zajściu Słońca spojrzeć w pogodny wieczór na wschodnią część nieba, wówczas można zauważyć wynurzający się spod horyzontu cień Ziemiw postaci popielatego odcinka koła. Jest on obramowany charakterystycznym czerwonawym łukiem zwanym ze staropolska zarzą górną (lub przeciwzorzą).

Zarza górna podnosi się zwolna do góry i jest widoczna do chwili, W której Słońce osiągnie 4° obniżenia pod horyzontem; wówczas sięga ona do wysokości 12°, po czym zaczyna zacierać się na ciemniejącym tle nieba.

Tymczasem na zachodniej stronie nieba pojawia się na jego seledynowym tle okrągława różowa plama na wysokości około 25° (przy obniżeniu Słońca 3°); jest to tzw. pierwsza purpura; osiąga ona największe natężenie przy obniżeniu Słońca - 4°, a zanika dopiero, gdy tarcza słoneczna opuści się do -6°.

Gdy ponownie zwrócimy wzrok na wschodnią część nieba, wówczas - jak pisze prof. W. Smosarski - na tle cienia nad horyzontem można zobaczyć nowy utwór w postaci jaśniejszej rdzawej smugi; jest to zarza dolna; pod nią ukazuje się smuga ciemniejsza: dolny cień Ziemi. Jednocześnie z ukazaniem się zarzy dolnej górny cień Ziemi zmienia barwę na klarowną niebieskawą, a w pewnej chwili zarumienienie zarzy górnej szybko słabnie i przechodzi w fiolet.

Jak wynika z tego opisu, wygląd nieba o zmroku jest dość urozmaicony i na wschodzie można wyróżnić aż 5 stref o odmiennych barwach. Na zachodzie niebo czerwieni się i przechodzi w barwę wiśniową, która traci swą żywość, gdy Słońce obniży się na 8°. Chwila ta oznacza koniec zmroku cywilnego. Nad stroną słoneczną wyraźnie odcina się od ciemnego tła nieba jasny pas - poświata. Jej górną łukowatą granicę uważa się za cień Ziemi, który tymczasem minął zenit i sięga nisko do widnokręgu słonecznego. Chwila, gdy ona przestaje być widoczna, oznacza koniec zmroku astronomicznego (W. Smosarski). Obniżenie Słońca wynosi wówczas 17°. Świat kolory traci pod całunem mroku - jak powiada Mickiewicz - i następuje noc zupełna.

W ten mniej więcej sposób przebiega zorza wieczorna. Zorza poranna jest takim samym zjawiskiem, lecz oczywiście przebiega w porządku odwrotnym.

A oto rysunek pomagający zorientować się w opisanych wyżej zjawiskach:

Odbyłem krótką wycieczkę, by spróbować sfotografować to zjawisko. Oto efekty:

Pierwsze zdjęcie przedstawia niebo na wschodzie takie, jak widziałem je gołym okiem i jak uchwycił je aparat fotograficzny. Druga fotografia to właściwie to samo co pierwsza, ale z lekko wzmocnionym kontrastem. Trzeci obraz to ponownie pierwsze zdjęcie, ale po tzw. wyrównaniu (ang. equalize) - operacji, w efekcie której jasność barw na całym zdjęciu jest w pewien szczególny sposób wyrównywana. Efekt wygląda nieco sztucznie, ale dzięki niemu bardzo wyraźnie widać przejścia pomiędzy poszczególnymi fragmentami nieba, w tym oczywiście cień Ziemi - niebiesko-popielaty pas nisko nad południowo-wschodnim horyzontem (a właściwie widnokręgiem).

Lekko różowy (na pierwszym zdjęciu) lub intensywnie czerwony (na trzeciej fotografii) obszar to tzw. pas Wenus. Więcej o nim można poczytać na Wikipedii. Tam też znajdziecie obszerniejszy opis cienia Ziemi.

Zachęcam do własnych obserwacji. Latem, na wakacjach, powinno to być łatwiejsze - bo któż nie lubi oglądać zachodów Słońca...?

PS. Dziękuję p. Lechowi Mankiewiczowi za delikatne zwrócenie uwagi na błąd merytoryczny - pisałem o cieniu Ziemi i zaćmieniu Słońca mając na myśli zaćmienie Księżyca. Tekst jest już poprawiony.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *