Cerul este spațiul de deasupra suprafeței Pământului sau a oricărui alt obiect astronomic . În cazul general, o panoramă care se deschide atunci când este privită de pe acest obiect în direcția spațiului.
Aspectul cerului pământului depinde de ora din zi, anotimp și vremea principală. Pe ea sunt adesea vizibile norii și satelitul Pământului, Luna . Vizualizarea cerului pământului de la un avion care zboară deasupra norilor de ploaie poate diferi semnificativ de vederea pe care o are la acel moment de pe suprafața pământului.
Cerul fără nori în timpul zilei este nuanțat în albastru . În timpul răsăritului și apusului soarelui, pe cer apar nuanțe de galben , portocaliu și roșu și, ocazional, puteți vedea un fascicul verde .
Noaptea , culoarea albastră și albastră a cerului se schimbă în albastru închis, vezi mai jos. Luna , stelele și alte obiecte astronomice pot fi văzute clar . Cerul înstelat este o colecție de corpuri de iluminat vizibile noaptea sau la amurg în firmament.
Un cer fără nori în timpul zilei arată albastru deoarece aerul , sau mai degrabă particulele suspendate și fluctuațiile de densitate din el, împrăștie lumina cu unde scurte (albastru) mai puternic decât undele lungi (roșu). Din această cauză, dacă ne uităm la partea de cer în afara soarelui, vom vedea culoarea albastră - rezultatul unui amestec de o cantitate mare de albastru și violet și o cantitate mică de alte culori. Culoarea roșie a apusului se explică și prin împrăștierea luminii . În timpul apusului și zorilor , o undă de lumină parcurge o cale mult mai lungă în atmosferă tangențial la suprafața pământului decât în timpul zilei de-a lungul verticală. Din această cauză, cea mai mare parte a luminii albastre și chiar verde se îndreaptă în lateral, în timp ce lumina directă a soarelui, precum și norii și cerul din apropierea orizontului iluminat de acesta , sunt vopsite în tonuri roșii .
Imprăștirea și absorbția sunt principalele cauze ale atenuării luminii din atmosferă. Difuzarea variază în funcție de raportul dintre diametrul particulei de împrăștiere și lungimea de undă a luminii. Când acest raport este mai mic de 1/10, are loc împrăștierea Rayleigh , în care coeficientul de împrăștiere este invers proporțional cu puterea a patra a lungimii de undă. La valori mari ale raportului dintre diametrul particulei și lungimea de undă, împrăștierea se modifică conform teoriei Mie ; când acest raport este mai mare de 10, legile opticii geometrice încep să funcționeze .
În viziunea anticilor , cerul și pământul (pentru grecii antici - Uranus și Gaia , pentru egiptenii antici - Nut și Geb ) au fost progenitorii zeilor și elementelor.
Luminozitatea cerului, în funcție de ora zilei, altitudine, direcție, poziția Soarelui, umiditate, conținut de praf și aerosoli, este supusă unor fluctuații semnificative. Luminozitatea cerului în timpul zilei la o înălțime, datorită doar împrăștierii luminii , poate varia cu aproape două ordine de mărime [1] [2] . Iată câteva valori de luminozitate la nivelul mării.
Luminozitatea cerului la nivelul mării | ||
Înălţime | Luminozitate aparentă | Explicaţie |
---|---|---|
☉ | până la 20.000 cd / m² | Cer senin la orizont la o înălțime a Soarelui de 30° și transparența atmosferică p = 0,80 [3] |
10.000 cd/m² | Cerul în timpul zilei este acoperit cu nori ușori [4] | |
☉ | 8120 cd/m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 60° și transparență atmosferică redusă p = 0,64 [5] |
☉ | 5170 cd/m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 60° și transparență medie atmosferică p = 0,74 [5] |
☉ | 3080 cd/m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 30° și transparență atmosferică redusă p = 0,64 [5] |
☉ | 2270 cd/m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 30° și transparență medie atmosferică p = 0,74 [5] |
☉ | 1490 cd/m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 30° și transparență atmosferică crescută p = 0,83 [5] |
☉ | 790 cd / m² | Cer senin la zenit la o înălțime de ☉ 10° și transparență atmosferică p = 0,80 [6] |
☉ | O.K. 1 cd/m² | Cerul în timpul unei eclipse totale de soare ( eclipsa din 2008 ) [7] |
O.K. 0,005 cd/m² | cerul cu lună plină [8] | |
0,01—0,0001 cd/m² | Noapte cer albastru închis [5] [9] |
Luminozitatea cerului scade odată cu înălțimea, culoarea acestuia trece de la albastru la albastru și apoi la violet cu altitudinea . Acest lucru se explică prin succesiunea împrăștierii luminii în funcție de grosimea atmosferei de-a lungul spectrului de la radiația cu undă scurtă la radiația cu undă lungă, adică straturile superioare ale atmosferei împrăștie razele UV invizibile , razele violete se împrăștie inferioare, albastre și apoi razele albastre se împrăștie și mai jos [10] . Dacă atmosfera noastră ar fi mai groasă, atunci cerul fără nori din timpul zilei ar putea fi albicioasă cu o nuanță verzuie, chiar mai groasă - galben, portocaliu (ca pe luna lui Saturn Titan și Venus , vezi Cerul extraterestră ) și roșu. Aceste nuanțe pot fi văzute în zorii zilei , așa cum sa menționat mai sus.
Dacă cerul este acoperit cu nori , nori , ceață , ceață și alte fenomene, atunci odată cu înălțimea luminozitatea în ansamblu scade în mod neuniform, treptat, în unele zone poate crește, de exemplu, la ieșirea din nori. Un cer senin își scade luminozitatea mai treptat, aproape exponențial [11] . Până la înălțimi de 100–110 km, luminozitatea scade cu aproximativ 2 cu 4–5 km [12] ; peste 100 km, scăderea luminozității încetinește și depinde din ce în ce mai mult de emisia luminiscentă a atomilor din ionosferă . 13] .
Cerul la amiază la o altitudine de 30 km din cauza contrastului cu norii nu a fost surprins în poză și arată negru
Cerul cu luminozitate mai mică în timpul unei eclipse totale de soare : culoarea cerului și a două planete sunt vizibile , nu există stele
Cer la zenit în mijlocul amurgului civil , luminozitate exagerată
Se știe că oamenii care au fost în stratosferă descriu cerul ca fiind foarte întunecat, aproape cosmic, în mod surprinzător negăsind stele pe el [14] [15] [16] . La începutul anilor 1930, omul de știință elvețian Auguste Piccard se aștepta să vadă stelele deja atunci când urca 15–16 km [17] . După ce a zburat pe balonul stratosferic FNRS-1 , el a ajuns la concluzia că stelele mari pot fi văzute la altitudini de cel puțin 20–25 km [18] . Dar nici măcar aceste înălțimi nu sunt suficiente. Măsurătorile și calculele ulterioare au arătat că luminozitatea reală a cerului stratosferic în timpul zilei corespunde amurgului timpuriu destul de strălucitor și eclipsei totale de soare , vizibilitatea primelor stele cu ochiul liber deplasându-se mai aproape de mezosferă . Dar până acum, în literatura de divertisment și în surse serioase, există afirmații despre un cer nocturn cu drepturi depline în timpul zilei la altitudini de 20-30 km cu capacitatea de a naviga acolo de stele [19] .
Întunericul observat și fotografiat al zenitului în stratosferă se datorează contrastului său puternic cu Soarele, cerul din apropierea orizontului și suprafețele iluminate ale mingii cu cabina [20] [21] , precum și sensibilității reduse a ochii umani la lumina albastră și violetă în condiții de zi . Dificultățile zborului și lipsa de oxigen pot reduce și mai mult susceptibilitatea ochilor la lumină. La amurg, sensibilitatea la lumina albastră crește ( efectul Purkinje ) [22] și o persoană are mult timp să se obișnuiască cu scăderea iluminării și să vadă culoarea cerului.
Un efect similar al cerului întunecat și al aparentă proximitate a spațiului poate fi observat și fotografiat în avion, la munte, iar uneori la nivelul mării cu transparență ridicată a aerului, când culoarea albastră a cerului este „înfundată” cu un strălucirea reflectată a norilor, versanții muntilor acoperiți de zăpadă și clădirile vitrate.
La începutul anilor 1950, a existat o exagerare inversă a luminozității cerului de mare altitudine din cauza rachetelor de instrumente imperfecte și a incapacității de a respinge acest lucru cu observații directe. Apoi s-a crezut că după 35-40 km luminozitatea cerului încetează să scadă și până la 135 km este 1-3% din sol sau de aproximativ 10 mii de ori mai mult decât fundalul nopții, ceea ce a fost explicat prin puternica zi. strălucire luminiscentă a atmosferei superioare [11] [23] [ 24] [25] . Ulterior acest lucru nu a fost confirmat [26] [27] .
Următorul tabel prezintă valorile medii ale luminozității unui cer fără nori la zenit , scăzând cu înălțimea, la o poziție a Soarelui la 30-35 de grade deasupra orizontului. Este prezentată o comparație a vederii cerului cu amurgul , care are loc în literatura științifică. La amurg, Soarele plonjează într-un anumit unghi sub orizont, cerul se întunecă pe măsură ce se ridică și treptat apar stele din ce în ce mai puțin strălucitoare. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, chiar și în condiții bune de observare în amurg, oamenii văd clar stele cu un decalaj de 1,5 magnitudini față de pragul specificat [28] . Și în condiții de zbor transatmosferic, când lumina puternică a soarelui și o suprafață iluminată provoacă contracția pupilei și împiedică trecerea ochilor la vederea nocturnă , vizibilitatea stelelor în timpul zilei chiar și la înălțimi cosmice și pe Lună este foarte limitată [29] .
În plus, unele fenomene sunt indicate că, cu luminozitatea lor, pot interfera cu observarea stelelor nu numai în stratosferă, ci și în mezosferă și dincolo de linia Karman .
Luminozitatea unui cer fără nori la zenit la diferite altitudini la o poziție a Soarelui la 30-35° deasupra orizontului | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Înălţime | Crepuscul terestru și magnitudinea pragului [#1] | Luminozitate aparentă | Note, fapte și impresii subiective | ||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
150 km | de la 0,000003 cd / m² [30] [2] |
150-160 km - cerul devine negru [31] [32] : luminozitatea se apropie de luminozitatea minimă distinsă de ochi 1⋅10 -6 cd/m² [4] . | |||||||||||||||||||||||||||||||
140 km | LUMINILE POLARE | Aurorele la o altitudine de 90–400 km au o luminozitate de până la 1 cd/m² [33] [34] | |||||||||||||||||||||||||||||||
130 km | de la 0,000005 cd/m² [35] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
120 km | de la 0,00001 cd/m² [35] | Peste 100 km, vizibilitatea stelelor în timpul zilei este echivalentă cu cea pe timp de noapte [28] . | |||||||||||||||||||||||||||||||
110 km | de la 0,00003 cd/m² [35] | Luminozitatea de fundal a Căii Lactee este de aproximativ 0,0004 cd/m² [36] | |||||||||||||||||||||||||||||||
100 km | Lumina aerului -15° 5.6 LED. | 0,00044 cd/m² la o înălțime de ☉ 35° [28] |
Culoare maro-violet închis, luminozitatea se apropie de noapte 0,01-0,0001 cd/m² [1] [37] Maximul strălucirii naturale a atmosferei [38] . | ||||||||||||||||||||||||||||||
90 km | -11° 5,0 LED. | 0,0025 cd/m² ☉ 35° [28] | Cerul este ca o noapte cu lună , când are o luminozitate de aproximativ 0,005 cd/m² [8] | ||||||||||||||||||||||||||||||
80 km | NLC –9° 4,5 LED. | 0,015 cd/m² ☉ 35° [28] | Vara pot exista nori noctilucenți cu o luminozitate de până la 1–3 cd/m² [39] | ||||||||||||||||||||||||||||||
70 km | -7° 3,8 LED. | 0,086 cd/m² ☉ 35° [28] | Două duzini de stele de până la magnitudinea a 2-a sunt vizibile [8] | ||||||||||||||||||||||||||||||
60 km | -6° 3.2 LED. | 0,323 cd/m² ☉ 35° [28] | Cerul la zenit corespunde sfârşitului crepusculului civil . | ||||||||||||||||||||||||||||||
50 km | -5° 2,6 LED. | 1,4 cd/m² ☉ 35° [28] | Planete și stele vizibile până la prima magnitudine [8] | ||||||||||||||||||||||||||||||
40 km | -4° 1,9 LED. | 4,74 cd/m² ☉ 35° [28] | Cerul este ca începutul orei albastre . Luminozitatea zăpezii pe o lună plină este de 5 cd/m² [4] | ||||||||||||||||||||||||||||||
30 km | -3° 1.1 LED. | 18,3 [28] ; 20 cd/m² sau 1/120 la sol [37] |
Culoare violet -negru [40] [41] . În emisfera nordică nu este vizibilă o singură stea cu ochiul liber , uneori pot fi văzute cele mai strălucitoare planete ( Venus , Marte , Jupiter , foarte rar Saturn ) [28] | ||||||||||||||||||||||||||||||
25 km | 40 cd/m² ☉ 30° [10] | Înălțimea maximă a norilor sidefați este de 25–27 km. | |||||||||||||||||||||||||||||||
22 km | Culoarea pânzei albastru închis la lumina cuarțului și a lămpilor convenționale [15] [16] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
21 km | nori sidefați | Culoare negru-violet-gri, negru-gri. Stelele nu sunt vizibile [42] [14] [43] | |||||||||||||||||||||||||||||||
20 km | Violet albastru intens, gri violet negru [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
19 km | 74,3 cd/m² ☉ 30° [20] | Mov închis închis, negru violet gri [42] | |||||||||||||||||||||||||||||||
18 km | -2° [28] -0,3 mag. | [44] 100 cd/m² ☉ 30° [10] | catifea neagră cu cerneală ; _ cerul este ca o eclipsă de soare [45] | ||||||||||||||||||||||||||||||
17 km | Mov închis [46] ; culoare violet închis închis [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
16 km | Mov închis [47] , violet închis închis, gri ardezie [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
15 km | Albastru închis, violet, aproape negru [47] ; negru albastru [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
14 km | Albastru închis [47] ; negru albastru [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
13 km | Culoare violet închis [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
12 km | –1° [48] | 280 cd/m² (11,6 km) [49] | Albastru bleumarin [42] | ||||||||||||||||||||||||||||||
11 km | Bleumarin [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
10 km | Nori spindrift | 392 cd/m² (10,4 km) [50] | Peste 10–15 km, cerul devine violet închis [51] | ||||||||||||||||||||||||||||||
9 km | Bleumarin [42] [14] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
8 kilometri | 0° [48] | 441 cd/m² (8,4 km) [49] | Culoare albastru închis [42] [14] . Venus poate fi vizibil [28] | ||||||||||||||||||||||||||||||
7 km | Luminozitatea scade aproape exponențial cu un factor de 2 pe 4–5 km [11] [12] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
6 km | 770 cd/m² (5,5 km) [50] | După 5 km există puțini vapori de apă în aer [52] . | |||||||||||||||||||||||||||||||
5 km | Cer albastru-albastru [53] . | ||||||||||||||||||||||||||||||||
4 km | Cer albastru-albastru [53] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
3 km | +5° [48] | Sf. 1000 cd/m² [10] | Intensitatea strălucirii cerului este de aproximativ 2 ori mai mică decât a solului [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 km | Nori cumulus | ||||||||||||||||||||||||||||||||
1 km | ☾ | Luminozitatea Lunii când este privită de la suprafață este de 2500 cd/m² [4] | |||||||||||||||||||||||||||||||
0 km | +30° | 2230 cd / m² | Luminozitatea zenitului la o transparență medie și înălțimea Soarelui este de 30° [50] . | ||||||||||||||||||||||||||||||
Înălţime | Ground Twilight [#1] | Luminozitate | Notă | ||||||||||||||||||||||||||||||
Note
|
Tot firmamentul
Cer cu nori usori
Cer cu nori de furtună
În timpul răsăritului
Cer de noapte cu lună și nori
Noapte alba. Severodvinsk . Ora 00:48
Apus roșu pe lacul Turgoyak .
Cer înnorat de dimineață
cerul martian la apus
![]() | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |