Zakaj je sončni zahod rdeče barve?

Sinoči, 22. decembra 2013, so družbena omrežja preplavile fotografije sončnega zahoda z vseh koncev Slovenije. Večerna zarja je ustvarila čudovito kuliso v najrazličnejših odtenkih rdeče in rumene barve. V prispevku boste izvedeli, zakaj je sončni zahod videti rdeče in obenem zakaj je nebo modro.

Preden začnem, naj razrešim še terminološko dilemo – strokovno pravilnejši izraz je Sončev zaid in ne sončni zahod. Enako je pravilnejše Sončev vzid in ne sončni vzhod. Vzhod in zahod namreč označujeta smeri neba in ne astronomskega pojava, kar pa Sončev zaid je.

Zakaj je nebo modro?

Naše oči lahko zaznajo le »vidno« svetlobo, ki predstavlja le majhen del spektra elektromagnetnega valovanja, ki ga oddaja Sonce.

Vidna svetloba, ki jo vidimo kot belo, je sestavljena iz množice barv, od rdeče, oranžne, rumene, zelene, modre, indigo do vijolične, med katerimi ima vsaka svojo valovno dolžino – najdaljšo rdeča (700 nanometrov) in najkrajšo vijolična (400 nanometrov). Posamezne barve lahko občudujemo v mavričnem loku.

Svetloba na svoji poti prečka ozračje ali atmosfero, mešanico plinov, vode, trdnih delcev prahu, pepela in soli, ki obdaja Zemljo.

Molekule plinov, med katerimi prednjačita dušik in kisik, so približno tisočkrat manjše od valovne dolžine vidne svetlobe, zato ob trku s fotoni to svetlobo absorbirajo in nato razpršijo v vse smeri.

Svetloba krajših valovnih dolžin (vijolična, modra) se razprši intenzivneje kot svetloba daljših valovnih dolžin (rumena in rdeča). Pojav imenujemo Rayleighovo sipanje. Najbolje se torej razprši vijolična svetloba, vendar naše oči lažje zaznajo modro, zato je nebo videti modre barve.

Ob oblačnem vremenu vsebuje ozračje večje količine vodnih kapljic, ki so veliko večje od valovne dolžine svetlobe, podobno kot prašni delci. Svetloba se razprši enakovredno v vseh valovnih dolžinah, pri čemer ohrani svojo belino. Oblaki ali oblačno nebo so zato videti bele barve, podobno velja za meglo.

Zakaj je sončni zahod rdeče barve?

Ob Sončevem zahodu je Sonce nizko na obzorju, zato mora svetloba prepotovati daljšo pot, kot čez dan, ko je Sonce visoko nad nami. Modra svetloba se razprši veliko prej, preden bi dosegla naše oči, kar omogoči prosto pot dolgovalovni rumeni in rdeči svetlobi. Sončni zahodi so rdeči, ker je nebo modro, je najpreprostejši odgovor.

Predstavljajte si, da uživate ob Sončevem zaidu na vzhodni obali ZDA. Ob istem času je na zahodni obali ZDA še dan, nebo je videti modro. Oba kraja svetlobo dobivata seveda iz istega vira, le da se na zahodni obali najintenzivneje sipa svetloba krajših valovnih dolžin (vijolična in modra).

Vzhodna obala tako prejme le »ostanke« vidnega spektra svetlobe, ki se sipa manj intenzivno (rumena, oranžna in rdeča).

Teoretično bi lahko dejali, da tudi Murska Sobota prejme le ostanke vidne svetlobe, ki se razprši v Kopru, a so v praksi za to potrebne večje razdalje med krajema. Sonce je včeraj v Murski Soboti zašlo le 14 minut prej, kot v Kopru.

Da znajo biti tudi ostanki veličastni, smo v Sloveniji videli včeraj. Včerajšnji zaid sovpada z zimskim Sončevim obratom oz. solsticijem, ko je Sonce na severni polobli najnižje nad obzorjem in zato tudi dan najkrajši. Sončni žarki so zato prepotovali najdaljšo možno pot.

Čeprav je tudi pri Sončevem vzidu Sonce nizko na obzorju, so zahodi videti intenzivneje, saj je zvečer v zraku več trdnih delcev, ki dodatno razpršijo svetlobo. Podobno vlogo odigrajo tudi vodne kapljice, ki tvorijo oblake, kot smo v Sloveniji videli včeraj. Sončni zahodi ali zaidi so zato veličastnejši ob oblačnem vremenu.