Efectele speciale ale cerului

               Unele ne sunt cunoscute, cum ar fi traznetele, curcubeul dupa ploaie sau aurorele iar altele, neobisnuite, fascineaza si au in comun faptul ca nu pot aparea fara o complicitate intre lumina Soarelui si atmosfera, precum Soarele deformat sau raza verde. Toate aceste fenomene care intriga se datoresc Terrei, cu o atmosfera care absoarbe, reflecta si deviaza razele luminoase, spre desfatarea privirii.
              Totul este un joc al luminii. Incepand cu culorile cerului...
    · Albastru …In absenta norilor, atunci cand atmosfera este foarte pura, moleculele de azot si hidrogen ale cerului - cele mai numeroase - difuzeza lumina SSoarelui favorizand dispersia componentei albastre. Exista dispersie si nu absorbtie, ceea ce se traduce printr-o restituire a acestui albastru ansamblului cerului.
    · Alb… Coloratura norilor se explica de asemenea printr-un fenomen de difuzie dar punand de aceasta data  in scena picaturi minuscule, de cativa microni, de apa. Lumina difuzata are aceeasi nuanta cu lumina incidenta – alba.
    · Rosu… La apus, razele Soarelui au de parcurs in atmosfera un traseu mult mai lung: absorbtia este mult mai importanta. Radiatiile albastre dispar pe drum: Soarele capata o nuanta de rosu.
              Astfel atmosfera joaca un rol de filtru, interzicand, de exemplu, unei mari parti din radiatiile ultraviolete sa atinga solul, dar de asemenea difuzand lumina in toate directiile, fara de care cerul ar fi negru. Mai general, acest filtru protector impune luminii ocolisuri, deviatii si difractii, cu atat mai frecvente, pe masura ce ne apropiem de sol. Deci aici se produce marea parte a fenomenelor, fie sub forma de curcubee, halouri sau Sori falsi, miraje sau raze de lumina parand a converge spre orizont.

                         Raze de lumina
               Razele de lumina  apar atunci cand Soarele este sub orizont; atunci se poate vorbi de “raze crepusculare”. Ele apar intre munti sau in spatele celor mai indepartati nori.

                         Soare fals si coloane luminoase
              Un nor este compus din miliarde de picaturi de apa care se transforma in cristale atunci cand temperatura coboara sub 0 grade Celsius, spre 5000 de metri altitudine. Aceasta nu are nimic in comun cu formele complexe ale fulgilor de zapada: cristalele de gheata din atmosfera au toate fete plane care le fac sa semene cu adevarate oglinzi minuscule. Alaturi de aceste placute, cristale de dimensiuni reduse si de grosime mica – cele mai frecvente - se gasesc de asemenea baghete cu aceeasi sectiune dar mult mai lungi, tablete si creioane, numite astfel din cauza formeilor. Jocul luminii pe aceste oglinzi naturale da nastere la fenomene ciudate. Imaginea Soarelui formata pe fatetele orizontale ale acestor cristale se numeste “Soare fals”. El nu poate aparea decat intr-o atmosfera stabila. Cand cristalele danseaza usor in aer, precum frunzele moarte ce cad din copaci, imaginea Soarelui data de fiecare este usor decalata vertical: atunci apare ceea ce se numeste “coloana”. Daca vantul se intensifica, reflexele sumt complet dezorganizate.

                        Umbra Varfului
               Marea majoritate a fenomenelor luminoase întâlnite in viata de zi cu zi se explica considerand pur si simplu ca lumina se propaga in linie dreapta. Dar aceasta nu este adevarat decat atata timp cat traverseaza un mediu transparent:de indata ce intalneste un corp opac, o parte din aceasta lumina este absorbita ti o alta parte reflectata. Se formeaza deci o umbra in spatele obstacolului, ca si in fotografie, pe o mare de nori Varful Pic du Midi.

                        Nori artificiali
               Un tir de rachete a lasat pe cerul nocturn al Californiei dare stralucitoare. Acesti nori artificiali capata in general o tenta rosie sau verde, dupa cum in produsele de combustie utilizate de vehiculele spatiale este prezent bariul sau litiul. Aceste dare, vizibile cand sunt luminate de Soare, se deplaseaza sub actiunea vantului astfel incat ele pot fi studiate de la distanta. Prin miscarea intamplatoare a planetelor, Venus apare aici deasupra norilor.

                        Coroane si halouri
               Termenul de “halou” acopera in limbajul curent doua fenomene distincte: haloul propriu-zis si coroanele. O coroana este o pata circulara cu unul sau doua inele colorate care inconjura Soarele sau Luna.Dimensiunile sale sunt in general reduse;depind de  picaturile de ploaie care o formeaza: cu cat acestea sunt mai fine, cu atat coroana va fi mai mare, dar fara sa depaseasca un diametru de cateva grade.
               Un halou este un inel circular, colorat, cu un diametru mult mai important, centrat pe Soare sau peLuna, de care este separat de un interval obscur destul de mare. Cu exceptia coroanelor unde exista toata gama de diametre, nu exista decat doua “formate”de halou: cel mic, de 22° raza si cel mare, de 46°  raza.

                        Secretele curcubeului
               Fenomenul cel mai spectaculos dintre toate, curcubeul apare atunci cand o ploaie fina este luminata de Soare. Sunt necesare mii de picaturi de apa pentru a-l face vizibil (trebuie de asemenea ca observatorul sa fie cu spatele la Soare). O foarte mica parte (10%) din lumina care cade pe aceste picaturi este reflectata, in timp ce esentialul patrunde la interior si se reflecta inainte de a iesi afara. Aceasta da nastere arcului primar, cel mai luminos, si celebrei sale succesiuni de culori: violet, indigo, albastru, verde, galben, portocaliu, rosu, pornind dinspre interior (fiecare corespunde unui unghi de refractie preferential).
              Interiorul acestui curcubeu, mai luminos, se impodobeste uneori de benzi alternative, rosii sau verzi care poarta numele de “arce suplimentare”. In sfarsit se intampla ca un curcubeu mai mare, cu culorilepuse in ordine inversa sa-l inconjoare pe primul: acesta este curcubeul secundar, care corespunde razelor luminoase reflectate de doua ori in interiorul picaturilor. Cu putina atentie se remarca faptul ca regiunea dintre cele doua arce este putin mai inchisa decat restul cerului:este banda intunecata a lui Alexandru, numita astfel in onoarea lui Alexandru din Afrodisias,care a fost primul care a facut o descriere a benzii, in jurul anului 200 i.e.n.

                         Aurore
                Puternicele explozii care zguduie suprafata Soarelui proiectand in jur o masa de particule, protoni si electroni care, ajungand in apropierea Terrei, sunt dirijate spre poli de catre liniile campului magnetic. Acolo, la mai mult de 100 de km.altitudine, coliziunea lor cu moleculele si atomii aerului produc minunate voaluri fluorescente: aurorele, care se formeaza intr-o banda eliptica subtire –ovalul aurorei- centrat deasupra polului geomagnetic. Fluorescentei rosii si verzi a atomilor de oxigen corespunde lumina albasru-violet intensa a atomilor de azot ionizati, iar cea rosie intens, moleculelor de azot. Cu ocazia puternicelor furtuni magnetice, fenomenul se poate extinde pana deasupra Europei, cum a fost cazul in trei reprize in 1989, la apropierea maximului activitatii solare.

                         Fulgi de aur

                         Apusul
               Atunci cand Soarele este sub orizont, drumul pe care il au de parcurs razele prin atmosfera este foarte lung. Instantaneu, lumina albastra este difuzata complet si singura care ajunge la noi este lumina portocalie. In regiunea de un portocaliu inchis a apusului se distinge adeseori o zona rosiatica-liliachie, centrata pe Soare (acesta fiind sub orizont) si o raza 20°-30°. Fenomenul a inceput de fapt cu cateva zeci de minute dupa apusul Soarelui, prin aparitia la 60° inaltime a unei coloratii violete care urmeaza sa se intensifice. Aceasta parte este datorata prezentei, la 15 km. altitudine, in partea joasa a stratului de ozon, a unei paturi de aerosoli stratosferici. Ea rezulta din amestecul de lumina rosie provenita direct de la Soare si de lumina albastra difuzata de atmosfera. Fenomenul persista cu altitudinea, atat cat Soarele nu are mai mult de 18° sub orizont.

                        Soarele alungit…
               Atmosfera da o imagine mai mult sau mai putin deformata a obiectelor, dupa inaltimea lor. In fapt, cu cat se coboara sub orizont, cu atat sraturile de aer sunt mai dense si cu atat mai mult intrepatrund razele luminoase. Aceasta refractie atmosferica da nastere la numeroase curiozitati celeste.

                        …si divizat
               Cand Soarele apune, lumina sa este descompusa si defentele culori ingramadite unele peste altele, ca tot atatea imagini diferite, prin refractie. Se intampla, de asemenea ca fenomene “anormale”de refractie sa ne fragmenteze steaua.

                        Raza verde
               Observarea razei verzi care dispare atat de repede este intotdeauna ceva vrajit si emotionant. Trebuie pandita pe un orizont indepartat, in momentul in care ultimul fragment din Soare este pe punctul de a disparea : aceasta maca pata de culoare verde ca smaraldul straluceste atunci pentru aproximativ un sfert de secunda. Fenomenul se explica din nou prin descompunerea luminii Soarelui din cauza refractiei. Pe masura ce acesta coboara sub orizont, discurile portocalii, galbene apoi cele verzi dispar unele dupa celelalte (lumina albastra fiind de mult absorbita). Daca totusi conditiile meteo sunt favorabile (absorbtia galbenului si a portocaliului de catre vaporii de apa si de azot), raza verde va aparea separata de discul solar.

                        Nori microscopici
               Rari, ei nu sunt vizibili decat la latitudini inalte la sfarsitul verii, unde sunt luminate razant mai multe ore dupa apusul Soarelui. Norii microscopici se formeaza la o altitudine foarte mare (80 km.) in mezosfera superioara, chiar daca seamana mult ca aspect cu norii de apa troposferici.La aceasta altitudine si deci la aceasta presiune, domnesc temperaturi de la -100°C -70°C, permitand transformarea in ghheata a celor cateva molecule de apa care scapa din stratosfera.

                         Mirajul... o imagine fragila si fantomatica se leagana in departare…
               Un miraj se formeaza pe un timp calm, atunci cand exista diferente mari de temperatura intre sol si straturile inferioare ale atmosferei si cand lumina este astfel deviata de la traseul sau de linie dreapta. Mirajul inferior se produce cand un sol supraincalzit (sosea, dessrt) se intinde pe o distanta mare. Razele luminoase emise “de deasupra”-de catre un obiect situat la inaltime fata de observator - sufera o asemenea deviatie incat par in final ca provin de la sol. Vom vedea astfel peisajul, inclusiv cerul, rasturnat fata de sol si vom lua drept balti ceea ce nu este nimic altceva decât imaginea cerului. Invers, un miraj superior se formeaza la contactul unui sol  foarte rece (pe mare sau pe regiunile polare). Imaginea unui obiect situat la sol va parea ca pluteste deasupra orizontului. Astfel vom putea observa coaste indepartate, in mod normal invizibile.

                        Trasnetele
               Fulgere sfasie noaptea la varful Kitt. Acest fenomen de origine electrostatica ia nastere in nori cumulo-simbus foarte grasi unde miscari verticale de aer produc o separare a sarcinilor pozitive si negative. Cand sarcinile devin prea importante, se declanseaza o prima descarcare, care se indreapta in zig-zag spre sol. Odata stabilita aceasta “legatura” un curent electric puternic, de mai multe milioane de volti poate urca de la sol producând astfel “traznetul”.