Незвично холодна погода, що встановилася в Україні останніми днями, призвела до появи цікавих оптичних явищ, які багато хто раніше не бачив або просто не звертав на них уваги, хоч особливо рідкісними їх назвати не можна. Нещодавно мешканці великих міст спостерігали яскраві світлові стовпи, що здіймалися над усіма яскравими джерелами світла. Спробуємо розібратися, з чим пов’язаний цей оптичний ефект і про що він свідчить.
У земному повітрі завжди міститься певна кількість водяної пари. Її максимальна концентрація визначається температурою: чим тепліше — тим більше води може міститися в одному кубометрі. Загальна маса атмосферної води, що припадає на одиницю об’єму, залежить також від тиску, а він, своєю чергою, зменшується з висотою. У цьому разі йдеться про приземний шар повітря з тиском близько 1 бар (100 тис. паскалів).
У нашому кліматі вода мало коли повністю «вичерпує» свою долю в атмосфері. Власне, виходячи з її можливого вмісту за даної температури, розраховується такий показник, як відносна вологість. При зниженні температури за інших незмінних параметрів вона починає зростати й у певній точці сягає 100%. Що відбувається за подальшого охолодження? Надлишок пари конденсується, перетворюючись на рідку воду. Її дрібні крапельки частково лишаються у повітрі у вигляді туману, а частково осідають на твердих поверхнях — випадає роса. Тому температуру, за якої при конкретній концентрації водяної пари відносна вологість стає 100-відсотковою, називають «точкою роси».
Якщо температура падає нижче нуля за Цельсієм, при конденсації пари утворюються вже не крапельки води, що мають сферичну форму, а кришталики льоду — крихітні пласкі шестикутні призми. Їхня подальша поведінка залежить від того, в якому напрямку рушив процес кристалізації. Якщо випадково орієнтована площина кришталика виявилася мало нахиленою до вертикалі, він починає падати й досить швидко досягає земної поверхні, а отже, участі у створенні оптичних ефектів не бере. Якщо ж вона близька до горизонталі — крижана пластинка надовго «зависає у повітрі». Її великі блискучі грані відбивають світлові промені переважно у вертикальній площині, створюючи у спостерігача ілюзію, начебто над джерелом світла з’явився «світловий стовп».
Звичайно, для виникнення такого явища недостатньо лише швидко охолодити приземний шар повітря. Потрібно також, аби його вологість початково була близької до 100%. А ще необхідна повна відсутність вітру та, звичайно, наявність достатньо потужних джерел світла. Остання умова найчастіше виконується у великих містах, де рідко стається швидке похолодання. Тому «світлові стовпи» ми бачимо не так уже й часто, а їхня поява привертає до себе загальну увагу.
Цікаво, що горизонтально орієнтовані крижані пластинки можуть утворюватися не лише у приземному шарі повітря, а й на великих висотах. Там вони відбивають світло найпотужнішого джерела — Сонця. В таких випадках перед його заходом і деякий час після нього (чи навпаки — перед світанком і деякий час після сходу нашого світила) над ним спостерігається характерний світловий стовп. Часто він поєднується з іншими атмосферними оптичними явищами — такими, як гало та паргелій.
Варто пам’ятати, що всі перелічені явища спостерігаються в земній атмосфері на висотах до 20 км і викликані процесами у газовій оболонці нашої планети. Натомість полярні сяйва відбуваються набагато вище. Вони пов’язані з викидами заряджених частинок із поверхні Сонця, тобто є наслідком змін у міжпланетному середовищі — так званої космічної погоди.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
