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おまけの「虹、大気光象」とは11/1

気象庁HPの質問欄に載っていました、こんな面白くない書き方で、、
ということは言ってはいけないですね。
失礼しました。

晴れと曇りの違いは何ですか?

 全天を覆う雲の量(雲量)が9割以上の場合は曇り、雲量が2割から8割までの場合は晴れ、雲量が1割以下の場合は快晴です。


空はどうして青いのですか?夕焼けはどうして赤いのですか?

 太陽光は、人間の目で感じることができる様々な色(波長の短い方から順番に、むらさき、青、緑、黄、だいだい、赤)の光を含んでいます。晴天時には、太陽光は地球の大気を通る時に空気分子によって散乱されますが、空気分子の大きさは光の波長に比べて非常に小さいので、波長の短い光がより強く散乱されます。波長の一番短い紫色の光は、空の高いところで散乱されてしまい、地上に届く量は少なくなってしまいます。このため、晴天時の空を見ると、強く散乱された波長の短い光のうち、地上に届く量が多い青色の光が強調されて、青く見えることになります。また、夕方は太陽が地平線に近いので、太陽光が大気を通過する距離が長くなり、波長の短い光は途中で散乱されてしまい、波長の長い赤色の光が多く地上に届きます。このため、夕焼けは赤く見えます。

気象庁HP

光の波長が散乱を起こす粒子の半径より非常に大きい散乱のことをレイリー散乱と言います。空気分子が小さいからです。

雲の色が変化するのはなぜですか?

 雲がある時、太陽光は雲により散乱しますが、雲粒の大きさは光の波長と同程度で、散乱の強さは波長によらないため、特定の色の光が強く散乱されるということがなく、雲は白く見えます。天気の悪い日には、雲が厚く太陽光が雲の底まで届かないため、暗い色(グレーや黒)に見えます。ただし、この時も、雲の上は真っ白に輝いています。また、霧やもやが白く見えるのも、大気中に漂う小さな水滴により、同じ原理で太陽光が波長によらずに散乱されることが原因です。

気象庁HP

光の波長と散乱を起こす粒子半径が同程度の散乱をミー散乱と言います。
水蒸気が集まってできた雲粒ですからデカく分厚い雲になると光も通さず黒くみえます。ただ、大きな積乱雲も離れた所から見れば真っ白に反射されてきれいです。

 虹は太陽光が空気中の水滴で、屈折(折れ曲がる)・反射(はね返る)して起きる現象です。太陽光が反射して起こる現象ですから、虹は必ず太陽を背にした方向に現れます。
虹は鮮やかに見える場合とぼんやりしか見えない場合があります。それは、空気中の水滴の大きさに関係しています。水滴が大きいほど、色がくっきりみえます。普通の虹は、外側が赤、内側がむらさきと決まっています。虹の外から内側にかけて、赤、だいだい、黄、緑、青、むらさきとなります。虹ができるには太陽光が空気中の水滴(雨)に当たることが条件となります。雪は固形物ですから水滴のように、太陽光が屈折や反射することができないため雪が降っている時や雪が降った後では、虹はできません。

気象庁HP



説明ばかりでは少しわかりにくいので、島津製作所さんの記事を参考に書きます。

色んな反射です
見える角度

水滴から出てくる光の中で,太陽光の向きと逆方向に最初に出てくる光が虹(主虹)の元になります。ひとつの水滴から出てくる光は波長毎に違う角度へ向かいますが,多くの水滴から出てくる光が目に入って虹を作ります。

水滴の左側の絵、、
水滴から出てくる虹の光の中で,短い波長(紫)は長い波長(赤)に比べて,屈折が大きいために太陽光を背にした方向から見ると、より低い角度で出てくることになります。 
虹の見える角度において,紫色は40.7度で,赤色は42.4度で見える。
ですから,虹は紫色が内側で赤色が外側に見えるのです。
虹は太陽光に対してこの角度で見えます、

さて,水滴からはさらに弱いながらも光が出ています。
これが二次の虹(副虹,)の元になります。
主虹より上にある副虹は赤が下で紫が上です。
屈折の大きな紫が赤より高い角度に見えます。
赤が50.4度で,紫は53.4度です。 

たまーに,虹の外側に現れるうっすらとした副虹を見ることができる場合がありますが,これは主虹と比べて赤色と紫色の順番が逆転しているのですね。


おはようございます。
雨が降った後に見られることが多い虹ですが、ぜんぜん雨が降っていなくても太陽と反対側で雨が降っていたら見えるときがありますね。
それはラッキー!です😀


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