Zjawiska optyczne w atmosferze

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Zjawiska optyczne w atmosferze Instytut Astronomiczny UWr Tomasz Andel

Slide 2

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

Slide 3

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

Slide 4

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

Slide 5

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

Slide 6

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

Slide 7

Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego ,że światło słoneczne jest białe .. a konkretniej.. Dla atmosfery ziemi : ω częstotliwość drgań padającego światła ω0 charakterystyczna częstotliwość drgań atomu

Slide 8

Kolor nieba Dlaczego niebo jest niebieskie ? Dlatego ,że światło słoneczne jest białe .. a konkretniej.. Dla atmosfery ziemi : ω częstotliwość drgań padającego światła ω0 charakterystyczna częstotliwość drgań atomu Intensywniej rozpraszane są fotony o wyższej częstotliwości !

Slide 9

Kolor nieba

Slide 10

Kolor nieba

Slide 11

Kolor nieba

Slide 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.

Slide 13

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 14

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 15

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 16

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 17

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 18

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 19

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 20

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 21

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 22

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 23

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 24

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 25

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 26

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 27

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 28

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 29

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 30

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 31

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 32

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 33

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 34

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 35

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 36

Zjawiska a kryształy lodu Łuki Lowitza - jedno ze zjawisk optycznych związane prawdopodobnie z płytkowymi kryształami lodu wirującymi podczas spadania

Slide 37

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 38

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 39

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 40

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 41

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 42

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 43

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 44

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 45

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.

Slide 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.

Slide 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.

Slide 48

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 49

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 50

Zjawiska a kryształy lodu 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.

Slide 51

Zjawiska a kryształy lodu

Slide 52

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

Slide 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.

Slide 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.

Slide 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.

Slide 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.

Slide 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. 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.

Slide 58

Zorza polarna

Slide 59

Zorza polarna

Slide 60

Zorza polarna

Slide 61

Zorza polarna

Slide 62

Zorza polarna

Slide 63

Zorza polarna

Slide 64

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

Slide 65

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

Slide 66

Zielony Błysk FILM !

Slide 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.

Slide 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.

Slide 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. 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.

Slide 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.

Slide 71

Inne ciekawe i rzadkie.. Związane z kryształami lodu

Slide 72

Inne ciekawe i rzadkie.. Związane z kryształami lodu Po więcej informacji odsyłam do http:www.atoptics.co.ukhalou nusual.htm

Slide 73

A na koniec .. tęcza !

Slide 74

A na koniec .. tęcza !

Slide 75

Tęcza

Slide 76

Tęcza

Slide 77

Tęcza

Slide 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!

Slide 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! A dziś możemy je oglądać w Internecie.. :)

Slide 80

Bibliografia http:www.atoptics.co.uk http:gallery.astronet.pl 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 Color and Light in Nature by David K. Lynch William Livingston Cambridge University Press, 2001 ISBN 0-521-775043 

Slide 81

Bibliografia Le Meraviglie del Cielo by Paolo Candy Il Castello, Milano, 1997 ISBN 88-8039-125-9 http:www.keswick.u-net.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 http:www.geocities.combowlturnermyweatherpics.html http:vjac.free.frskyshows http:home.comcast.netscwestatmo http:mintaka.sdsu.eduGFindex.html