Nebe

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 29. ledna 2022; kontroly vyžadují 22 úprav .

Obloha  je prostor nad povrchem Země nebo jakéhokoli jiného astronomického objektu . V obecném případě panorama, které se otevře při pohledu z tohoto objektu ve směru do vesmíru.

Pozemská obloha

Vzhled zemské oblohy závisí na denní době, ročním období a hlavním počasí. Často jsou na něm vidět mraky a družice Země, Měsíc . Pohled na zemskou oblohu z letadla letícího nad dešťovými mraky se může výrazně lišit od jeho tehdejšího pohledu ze zemského povrchu.

Denní obloha bez mráčku je zbarvena do modra . Při východu a západu slunce se na obloze objevují odstíny žluté , oranžové a červené a občas můžete vidět zelený paprsek .

V noci se modrá a modrá barva oblohy mění na tmavě modrou, viz níže. Měsíc , hvězdy a další astronomické objekty lze jasně vidět . Hvězdná obloha  je sbírka svítidel viditelných v noci nebo za soumraku na nebeské klenbě.

Bezmračná denní obloha vypadá modře, protože vzduch , nebo spíše suspendované částice a kolísání hustoty v něm, rozptylují krátkovlnné (modré) světlo silněji než dlouhovlnné (červené). Z tohoto důvodu, když se podíváme na část oblohy mimo slunce, uvidíme modrou barvu - výsledek směsi velkého množství modré a fialové a malého množství jiných barev. Červená barva západu slunce se také vysvětluje rozptylem světla . Během západu slunce a svítání prochází světelná vlna mnohem delší dráhou v atmosféře tečně k zemskému povrchu než během dne podél vertikály. Z tohoto důvodu jde většina modrého a dokonce i zeleného světla do stran, zatímco přímé světlo slunce, stejně jako jím osvětlené mraky a obloha blízko obzoru , jsou namalovány červenými tóny .

Rozptyl a absorpce jsou hlavními příčinami útlumu světla v atmosféře. Rozptyl se mění jako funkce poměru průměru rozptylující částice k vlnové délce světla . Když je tento poměr menší než 1/10, dochází k Rayleighovu rozptylu , ve kterém je koeficient rozptylu nepřímo úměrný čtvrté mocnině vlnové délky. Při velkých hodnotách poměru průměru částice k vlnové délce se rozptyl mění podle Mieovy teorie ; když je tento poměr větší než 10, začnou platit zákony geometrické optiky .

V názorech starověku byly nebe a země (pro starověké Řeky  - Uran a Gaia , pro starověké Egypťany  - Nut a Geb ) předky bohů a prvků.

Barva a jas oblohy

Jas oblohy v závislosti na denní době, nadmořské výšce, směru, poloze Slunce, vlhkosti, prachu a obsahu aerosolu podléhá značným výkyvům. Jasnost denní oblohy v jedné výšce se může v důsledku pouze rozptylu světla lišit téměř o dva řády [1] [2] . Zde jsou některé hodnoty jasu na úrovni moře.

Jas oblohy na hladině moře
Výška Zdánlivý jas Vysvětlení
☉ až 20 000 cd / m² Jasná obloha na obzoru při výšce Slunce 30° a průhlednosti atmosféry p = 0,80 [3]
10 000 cd/m² Denní obloha je pokryta lehkými mraky [4]
☉ 8120 cd/m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 60° a snížená průhlednost atmosféry p = 0,64 [5]
☉ 5170 cd/m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 60° a průměrná průhlednost atmosféry p = 0,74 [5]
☉ 3080 cd/m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 30° a snížená průhlednost atmosféry p = 0,64 [5]
☉ 2270 cd/m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 30° a průměrná průhlednost atmosféry p = 0,74 [5]
☉ 1490 cd/m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 30° a zvýšená průhlednost atmosféry p = 0,83 [5]
☉ 790 cd / m² Jasná obloha v zenitu ve výšce ☉ 10° a průhlednost atmosféry p = 0,80 [6]
☉ OK. 1 cd/m² Obloha během úplného zatmění Slunce ( zatmění v roce 2008 ) [7]
OK. 0,005 cd/m² Úplňková obloha [8]
0,01–0,0001 cd/m² Noční tmavě modrá obloha [5] [9]

Jas oblohy s výškou klesá, její barva se s nadmořskou výškou posouvá z modré do modré a poté do fialové . To se vysvětluje posloupností rozptylu světla tloušťkou atmosféry podél spektra od krátkovlnného záření po dlouhovlnné záření, to znamená, že horní vrstvy atmosféry rozptylují neviditelné UV paprsky , fialové paprsky rozptylují níže, modré a pak se modré paprsky rozptýlí ještě níže [10] . Pokud by naše atmosféra byla hustší, pak by bezmračná denní obloha mohla být bělavá se nazelenalým nádechem, ještě silnější – žlutá, oranžová (jako na Saturnově měsíci Titan a Venuše , viz Mimozemská obloha ) a červená. Tyto odstíny lze vidět za svítání , jak je uvedeno výše.

Pokud je obloha pokryta mraky , mraky , oparem , mlhou a dalšími jevy, pak s výškou jas jako celek klesá nerovnoměrně, postupně, v některých oblastech se může zvyšovat, například při výstupu z mraků. Jasná obloha snižuje svou jasnost postupně, téměř exponenciálně [11] . Do výšek 100–110 km klesá jasnost asi 2 krát 4–5 km [12] , nad 100 km se pokles jasnosti zpomaluje a stále více závisí na luminiscenční emisi atomů v ionosféře [ 13] .

Je známo, že lidé, kteří byli ve stratosféře , popisují oblohu jako velmi tmavou, téměř kosmickou, překvapivě na ní nenacházejí hvězdy [14] [15] [16] . Na začátku 30. let švýcarský vědec Auguste Piccard očekával, že hvězdy uvidí již při stoupání 15–16 km [17] . Po letu na stratosférickém balónu FNRS-1 dospěl k závěru, že velké hvězdy lze vidět ve výškách nejméně 20–25 km [18] . Ale ani tyto výšky nestačí. Pozdější měření a výpočty ukázaly, že skutečný jas denní stratosférické oblohy odpovídá poměrně jasnému časnému soumraku a úplnému zatmění Slunce , viditelnost prvních hvězd pouhým okem se posouvá blíže k mezosféře . Ale až dosud se v zábavní literatuře a seriózních pramenech objevují tvrzení o plnohodnotné noční obloze ve dne ve výškách 20-30 km se schopností navigovat tam podle hvězd [19] .

Pozorovaná a fotografovaná temnota zenitu ve stratosféře je dána jeho ostrým kontrastem se Sluncem, oblohou blízko horizontu a osvětlenými plochami koule s kabinou [20] [21] , jakož i sníženou citlivostí lidské oči na modré a fialové světlo v denních podmínkách . Potíže s létáním a hladovění kyslíkem mohou dále snížit náchylnost očí ke světlu. Za soumraku se zvyšuje citlivost na modré světlo ( Purkyňův efekt ) [22] a člověk má spoustu času zvyknout si na pokles osvětlení a vidět barvu oblohy.

Podobný efekt tmavé oblohy a zdánlivé blízkosti vesmíru lze pozorovat a fotografovat v letadle, na horách a někdy i na hladině moře s vysokou průhledností vzduchu, kdy je modrá barva oblohy „ucpaná“ velmi jasná odražená záře mraků, zasněžených horských svahů a prosklených budov.

Počátkem 50. let došlo k opačnému zveličování jasu vysokohorské oblohy kvůli nedokonalým přístrojovým raketám a nemožnosti vyvrátit to přímými pozorováními. Poté se věřilo, že po 35-40 km přestane jas oblohy klesat a až do 135 km je to 1-3% země nebo asi 10 tisíckrát více než noční pozadí, což bylo vysvětleno silným denním luminiscenční záře horní atmosféry [11] [23] [ 24] [25] . Později to nebylo potvrzeno [26] [27] .

Následující tabulka ukazuje průměrné hodnoty jasu bezoblačné oblohy v zenitu , klesající s výškou, v poloze Slunce 30-35 stupňů nad obzorem. Je uvedeno srovnání pohledu na oblohu se soumrakem , které se odehrává v odborné literatuře. Za soumraku se Slunce ponoří do určitého úhlu pod obzor, obloha s východem tmavne a postupně se objevují méně a méně jasné hvězdy. Je však třeba poznamenat, že i za dobrých pozorovacích podmínek za soumraku lidé jasně vidí hvězdy se zpožděním 1,5 magnitudy od stanoveného prahu [28] . A v podmínkách transatmosférického letu, kdy silné sluneční světlo a osvětlený povrch způsobují kontrakci zornic a brání přepnutí očí na noční vidění , je denní viditelnost hvězd i v kosmických výškách a na Měsíci velmi omezená [29] .

Navíc jsou naznačeny některé jevy, které svou jasností mohou rušit pozorování hvězd nejen ve stratosféře, ale také v mezosféře a za Karmanovou linií .

Jas bezoblačné oblohy v zenitu v různých nadmořských výškách v poloze Slunce 30-35° nad obzorem
Výška Zemský soumrak a prahová velikost [#1] Zdánlivý jas Poznámky, fakta a subjektivní dojmy
150 km od 0,000003 cd / m²
[30] [2] 		150-160 km - obloha zčerná [31] [32] : jas se blíží minimálnímu jasu rozlišitelnému okem 1⋅10 -6 cd/m² [4] .
140 km POLÁRNÍ SVĚTLA Polární záře ve výšce 90–400 km mají jas až 1 cd/m² [33] [34]
130 km od 0,000005 cd/m² [35]
120 km od 0,00001 cd/m² [35] Nad 100 km je denní viditelnost hvězd ekvivalentní noční [28] .
110 km od 0,00003 cd/m² [35] Jas pozadí Mléčné dráhy je asi 0,0004 cd/m² [36]
100 km Airglow  -15° 5.6 vedený. 0,00044 cd/m² ve
​​výšce ☉ 35° [28] 		Tmavě hnědofialová barva, jas se blíží nočním 0,01-0,0001 cd/m² [1] [37] Maximum přirozené záře atmosféry [38] .
90 km -11° 5,0 vedený. 0,0025 cd/m² ☉ 35° [28] Obloha je jako měsíční noc , kdy má jas asi 0,005 cd/m² [8]
80 km NLC    –9° 4.5 vedený. 0,015 cd/m² ☉ 35° [28] V létě zde mohou být noční svítící mraky s jasem až 1–3 cd/m² [39]
70 km -7° 3.8 vedený. 0,086 cd/m² ☉ 35° [28] Jsou viditelné dvě desítky hvězd až do 2. magnitudy [8]
60 km -6° 3.2 vedený. 0,323 cd/m² ☉ 35° [28] Obloha v zenitu odpovídá konci občanského soumraku .
50 km -5° 2.6 vedený. 1,4 cd/m² ☉ 35° [28] Viditelné planety a hvězdy až do 1. magnitudy [8]
40 km -4° 1.9 vedený. 4,74 cd/m² ☉ 35° [28] Obloha je jako začátek modré hodiny . Jas sněhu za úplňku je 5 cd/m² [4]
30 km -3° 1.1 vedený. 18,3 [28] ; 20 cd/m² nebo
1/120 zem [37] 		Fialová -černá barva [40] [41] . Na severní polokouli není pouhým okem viditelná jediná hvězda , někdy jsou vidět nejjasnější planety ( Venuše , Mars , Jupiter , velmi vzácně Saturn ) [28]
25 km 40 cd/m² ☉ 30° [10] Maximální výška perleťových mraků je 25–27 km.
22 km Barva tmavě modré látky ve světle křemene a konvenčních lamp [15] [16]
21 km perleťové mraky Černo-fialovo-šedá, černo-šedá barva. Hvězdy nejsou vidět [42] [14] [43]
20 km Tmavě modrá fialová, černá fialová šedá [42] [14]
19 km 74,3 cd/m² ☉ 30° [20] Tmavě fialová tmavá, černá fialová šedá [42]
18 km -2° [28] -0,3 mag. [44] 100 cd/m² ☉ 30° [10] Napuštěný černý samet ; _ obloha je jako zatmění Slunce [45]
17 km Tmavě fialová [46] ; tmavě tmavě fialová barva [42] [14]
16 km Tmavě fialová [47] , tmavě tmavě fialová, břidlicově šedá [42] [14]
15 km Tmavě modrá, fialová, téměř černá [47] ; černá modrá [14]
14 km Tmavě modrá [47] ; černá modrá [14]
13 km Tmavě fialová barva [42] [14]
12 km –1° [48] 280 cd/m² (11,6 km) [49] námořnická modř [42]
11 km Námořnická modř [42] [14]
10 km Spindrift mraky 392 cd/m² (10,4 km) [50] Nad 10–15 km se obloha změní na tmavě fialovou [51]
9 km Námořnická modř [42] [14]
8 kilometrů 0° [48] 441 cd/m² (8,4 km) [49] Barva tmavě modrá [42] [14] . Venuše může být viditelná [28]
7 km Jasnost klesá téměř exponenciálně faktorem 2 během 4–5 km [11] [12]
6 km 770 cd/m² (5,5 km) [50] Po 5 km je ve vzduchu málo vodní páry [52] .
5 km Modromodrá obloha [53] .
4 km Modro-modrá obloha [53]
3 km +5° [48] Svatý. 1000 cd/m² [10] Intenzita záře oblohy je asi 2x menší než u země [11]
2 km Kupovité mraky
1 km ☾ Jas Měsíce při pohledu z povrchu je 2500 cd/m² [4]
0 km +30°  2230 cd / m² Jas zenitu při průměrné průhlednosti a výšce Slunce je 30° [50] .
Výška Přízemní soumrak [#1] Jas Poznámka
Poznámky
  1. ↑ 1 2 Stupeň ponoření Slunce pod obzor za soumraku odpovídající jasu oblohy .
    Prahová velikost je nejmenší možná velikost viditelná pouhým okem po dlouhodobé adaptaci na tmu.

Fotogalerie

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Hughes JV, Jas oblohy jako funkce nadmořské výšky // Applied Optics, 1964, sv. 3, č. 10, str. 1135-1138.
  2. ↑ 1 2 Mikirov, A.E., Smerkalov, V.A. Studium rozptýleného záření horní atmosféry Země. - L. : Gidrometeoizdat, 1981. - S. 146. - 208 s.
  3. ↑ Pyaskovskaya-Fesenkova E.V. Studium rozptylu světla v zemské atmosféře / V.V. Sytin. - M . : Nakladatelství Akad. vědy SSSR, 1957. - S. 67, 71. - 219 s.
  4. ↑ 1 2 3 4 Enohovich A.S. Handbook of Physics.—2nd ed. / ed. akad. I.K.Kikoin. - M. : Vzdělávání, 1990. - S. 213. - 384 s.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 Smerkalov V. A. Spektrální jas rozptýleného záření zemské atmosféry (metoda, výpočty, tabulky) // Proceedings of the Red Banner Order of Lenin of the Air Force Academy. prof. Žukovskij N. E. sv. 986, 1962. - S. 49
  6. ↑ Pyaskovskaya-Fesenkova E.V. Studium rozptylu světla v zemské atmosféře / V.V. Sytin. - M . : Nakladatelství Akad. vědy SSSR, 1957. - S. 75, 81. - 219 s.
  7. ↑ Archivovaná kopie . Staženo 1. května 2022. Archivováno z originálu 30. září 2018.
  8. ↑ 1 2 3 4 Tousey R., Koomen MJ Viditelnost hvězd a planet během soumraku // Journal of the Optical Society of America, Vol. 43, č. 3, 1953, s. 177-183
  9. ↑ Enohovich A.S. Handbook of Physics.—2nd ed. / ed. akad. I.K.Kikoin. - M. : Vzdělávání, 1990. - S. 213. - 384 s.
  10. ↑ 1 2 3 4 Smerkalov V.A. Spektrální jas rozptýleného záření zemské atmosféry (metoda, výpočty, tabulky) // Proceedings of the Red Banner Order of Lenin of the Air Force Academy. prof. Žukovskij N.E. Problém. 986, 1962. - S. 25
  11. ↑ 1 2 3 4 H.A. Miley, EH Cullington, JF Bedinger Jas denní oblohy měřený raketovými fotoelektrickými fotometry // Eos, Transactions American Geophysical Union, 1953, sv. 34, 680-694
  12. ↑ 1 2 Hughes JV, Jas oblohy jako funkce nadmořské výšky // Applied Optics, 1964, sv. 3, č. 10, str. 1135-1138
  13. ↑ Mikirov, A.E., Smerkalov, V.A. Studium rozptýleného záření horní atmosféry Země. - L .: Gidrometeoizdat, 1981. - S. 5. - 208 s.
  14. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Thomson K. Let stratosférického balónu OAH // Technika pro mládež. č. 3, 1934. - S. 17-23
  15. ↑ 1 2 Stevens A.W. Let do stratosféry. Za. z angličtiny. / V.V. Sytin. - M. - L. : ONTI, 1936. - S. 101. - 106 s.
  16. ↑ 1 2 Stevens A. Dva lety amerických stratosférických balónů. Za. z angličtiny. / inženýr B.N.Vorobiev. — M. : Ts.S. Union Osoaviakhim SSSR, 1937. - S. 111. - 120 s.
  17. ↑ Sborník z celounijní konference o studiu stratosféry. L.-M., 1935. - S. 244
  18. ↑ Picard A. Nad mraky. - M. - L. : ONTI, 1935. - S. 111. - 184 s.
  19. ↑ Shirokorad A. Řídící střely ponorek // Letectví a kosmonautika, č. 10, 1995. - S. 45
  20. ↑ 1 2 Kastrov V. Rozptyl světla a problém stratosféry // Proceedings of the All-Union Conference on Study of the Stratosphere. L.-M., 1935. - S. 169-175, 255.
  21. ↑ Stevens A.U. Let do stratosféry. Za. z angličtiny. / V.V. Sytin. - M. - L. : ONTI, 1936. - S. 38. - 106 s.
  22. ↑ Zabelina I.A. Výpočet viditelnosti hvězd a vzdálených světel. - L .: Mashinostroenie, 1978. - S. 31, 39, 40. - 184 s.
  23. ↑ Raketové studie horní atmosféry. - M. , 1957. - S. 19, 21 - 28.
  24. ↑ V. Morozov Měření jasu denní oblohy fotoelektrickými fotometry vznesenými na raketách. // Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 53, č. 5, 1954. — s. 142-145 . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 3. února 2017.
  25. ↑ Burgess Z. Toward the Limits of Space . - M . : Nakladatelství zahraniční literatury, 1957. - S. 172.
  26. ↑ Raketové studie horní atmosféry. - M. , 1957. - S. 7.
  27. ↑ Mikirov, A.E., Smerkalov, V.A. Studium rozptýleného záření horní atmosféry Země. - L . : Gidrometeoizdat, 1981. - S. 144. - 208 s.
  28. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Koomen MJ Viditelnost hvězd ve vysoké nadmořské výšce za denního světla // Journal of the Optical Society of America, Vol. 49, č. 6, 1959, str. 626-629
  29. ↑ Valentin Lebeděv. Deník astronauta . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 12. října 2017.
  30. ↑ Hughes JV, Jas oblohy jako funkce nadmořské výšky // Applied Optics, 1964, sv. 3, č. 10, str. 1135-1138.
  31. ↑ Burgess Z. Toward the Limits of Space . - M . : Nakladatelství zahraniční literatury, 1957.
  32. ↑ Vesmírné prostředí a orbitální mechanika . armáda Spojených států. Získáno 24. dubna 2012. Archivováno z originálu 2. září 2016.
  33. ↑ Isaev S.I. Pudovkin M.I. Polární světla a procesy v zemské magnetosféře / ed. akad. I.K.Kikoin. - L .: Nauka, 1972. - 244 s. — ISBN 5-7325-0164-9 .
  34. ↑ Zabelina I.A. Výpočet viditelnosti hvězd a vzdálených světel. - L .: Mashinostroenie, 1978. - S. 66. - 184 s.
  35. ↑ 1 2 3 Hughes JV, Jas oblohy jako funkce nadmořské výšky // Applied Optics, 1964, sv. 3, č. 10, str. 1135-1138
  36. ↑ Zabelina I.A. Výpočet viditelnosti hvězd a vzdálených světel. - L .: Mashinostroenie, 1978. - S. 76. - 184 s.
  37. ↑ 1 2 Smerkalov V.A. Spektrální jas rozptýleného záření zemské atmosféry (metoda, výpočty, tabulky) // Proceedings of the Red Banner Order of Lenin of the Air Force Academy. prof. Žukovskij N.E. Problém. 986, 1962. - S. 25, 49
  38. ↑ Fyzická encyklopedie / A.M. Prochorov. - M. : Sov. encyklopedie, 1988. - T. 1. - S. 139. - 704 s.
  39. ↑ Ishanin G.G., Pankov E.D., Andreev A.L. Zdroje a přijímače záření / ed. akad. I.K.Kikoin. - Petrohrad. : Polytechnic, 1991. - 240 s. — ISBN 5-7325-0164-9 .
  40. ↑ Grimes, William (17. dubna 2010). „David Simons, který letěl vysoko v předvečer vesmírného věku, umírá ve věku 87 let“ Archivováno 12. dubna 2019 na Wayback Machine . The New York Times .
  41. ↑ "Life Magazine, 2. září 1957 - Výškový rekord: 2. kvalita archivována 15. října 2017 na Wayback Machine . Old Life Magazines. Získáno 14. ledna 2014.
  42. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vilenchik M.M., Demina L.I. Měření barvy oblohy ze stratosférického balónu // Proceedings of the All-Union Conference on Study of the Stratospheric. L.-M., 1935. - S. 231-237
  43. ↑ Sborník z celounijní konference o studiu stratosféry. L.-M., 1935. - S. 245
  44. ↑ Kurz astrofyziky a hvězdné astronomie / A.A.Michajlov. - M .: Nauka, 1974. - T. 1.
  45. ↑ Stephens A. Dva lety amerických stratosférických balónů. Za. z angličtiny. / inženýr B.N.Vorobiev. — M. : Ts.S. Union Osoaviakhim SSSR, 1937. - S. 111. - 34 s.
  46. ↑ A. HARRY, L. CASSIL - STROP SVĚTA . Získáno 5. dubna 2017. Archivováno z originálu 6. května 2012.
  47. ↑ 1 2 3 Picard A. Nad mraky. - M. - L. : ONTI, 1935. - S. 111, 126, 156. - 184 s.
  48. ↑ 1 2 3 Koomen MJ, Lock C., Packer DM, Scolnik R., Tousey R. a Hulbert EO Measurement of the Brightness of the Twilight Sky// Journal of the Optical Society of America, Vol. 42, č. 5, 1952, str. 355
  49. ↑ 1 2 Smerkalov V.A. Spektrální jas rozptýleného záření zemské atmosféry (metoda, výpočty, tabulky) // Proceedings of the Red Banner Order of Lenin of the Air Force Academy. prof. Žukovskij N.E. Problém. 986, 1962. - S. 53
  50. ↑ 1 2 3 Smerkalov V.A. Spektrální jas rozptýleného záření zemské atmosféry (metoda, výpočty, tabulky) // Proceedings of the Red Banner Order of Lenin of the Air Force Academy. prof. Žukovskij N.E. Problém. 986, 1962. - S. 49
  51. ↑ Velká sovětská encyklopedie. 2. vydání. - M .: Sov. Encyklopedie, 1953. - T. 3. - S. 380.
  52. ↑ Smerkalov V.A. Spektrální jas denní oblohy v různých výškách// Proceedings of the Red Banner Order of Lenin Air Force Academy. prof. Žukovskij N.E. Číslo 871, 1961. - S. 44
  53. ↑ 1 2 Gontaruk T.I. Znám svět: Det. encyklopedie.: Vesmír. - M. : AST, 1996. - S. 19. - 448 s. - ISBN 5-88196-354-7 .

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích