Галина Железняк - Загадочные явления природы

Смотрели ли вы на небо внимательно? Если да, то обязательно обратили внимание на то, что небо выглядит не как полусфера, накрывающая планету от горизонта до горизонта. Оно выглядит как бы приплюснутым по вертикальной линии и широко раскинуто вблизи горизонта. Вспомните: когда небо затянуто облаками, именно тогда оно больше всего напоминает опрокинутую тарелку.

Почему это так важно? Все дело в том, что приплюснутая форма небесного свода приводит к возникновению различных зрительных иллюзий. Объекты, расположенные вблизи горизонта, будто бы увеличиваются в размерах. Так, Солнце на закате и восходе кажется нам огромным. При высоком положении на небосводе, например летом в полдень, Солнце небольшим ярким шаром сияет в небесах. Вечером у горизонта оно будет казаться гораздо больше. Из-за оптической иллюзии наблюдатель невольно завышает размеры всех объектов, расположенных у горизонта. Замечено, что ошибки возникают чаще всего для объектов, находящихся на высоте ниже 35 градусов небесной сферы.

К следующей оптической ошибке следует отнести то, что обычно завышается расположение светил вблизи зенита. Зенит — это точка небесного свода, расположенная над головой наблюдателя. Хотя Солнце в летнее время в средних широтах никогда не достигает зенита, многие считают, что Солнце в полдень располагается в зените. Об этой оптической иллюзии писал еще Аристотель в труде «Метеорологика», но научное объяснение было дано лишь в XI веке арабским ученым Альгазеном.

Как же возникает эта иллюзия? Наблюдая Солнце на восходе или закате, многие видят, какое оно большое. Однако зрительно мы не воспринимаем, что Солнце и Луна находятся на разных расстояниях от Земли, Солнце — в 400 раз дальше. Но все наблюдаемые объекты как бы проецируются на небесный свод, как на экран. Из-за кажущейся сплюснутости неба этот экран оказывается от нас далеким в направлении горизонта и значительно более близким в направлении зенита. Угловой диаметр как Солнца, так и Луны при любом положении на небе одинаков и составляет 32 градуса небесной сферы, а вот линейные размеры при проецировании на близкий экран, например в зените, кажутся маленькими, а при проецировании на далекий экран, например у горизонта, — большими.

Можно легко убедиться, что Луна только кажется большой у горизонта, что это проявление оптической иллюзии. Возьмите три спички, вытяните руку и сложенными спичками закройте диск Солнца или Луны. Сделайте это при высоком расположении светил от горизонта и затем дождитесь, когда можно будет проделать тот же эксперимент со светилом вблизи горизонта. Вы увидите, что объекты не изменили своих размеров. Можно проделать этот эксперимент, и просто закрывая диски светил пальцем.

Эта иллюзия объясняется также явлением перспективы. Известно, что чем дальше от поверхности Земли находится объект, тем под меньшим углом мы его видим. Луна находится на огромном расстоянии (384 000 км) по сравнению с расстояниями до предметов, находящихся на Земле, при ее приближении к горизонту не происходит видимого уменьшения ее размеров. Мы же подсознательно ожидаем, что ее размер при приближении к горизонту должен уменьшиться. Поскольку этого не происходит, то у нас создается впечатление, что Луна становится больше, чем следовало бы. И в этом случае можно проделать эксперимент. Скрутите в рулон бумагу и посмотрите через трубку на Луну вблизи горизонта. Луна тут же уменьшится до обычных размеров. Ведь при таком наблюдении другие предметы у горизонта, уменьшенные эффектом перспективы, уже не видны. А убрав трубку, вы снова увидите Луну огромной.

Облачный покров нашей планеты сам по себе способен создавать необычайные картины. А в сочетании с Солнцем происходят явления, вызывающие восторг своей красотой. Наверняка вы видели хоть раз, как выбиваются из-за края облака сильные световые лучи спрятавшегося солнца. Такое явление носит название лучи Будды. Бывает, что при этом облака приобретают золотистую окантовку.

Наблюдатели иногда говорят о ледяном небе — так называется атмосферное явление, представляющее собой сияние нижней поверхности слоистых облаков. Такие облака, как правило, находятся над ледяным покровом или даже плавающими льдами в полярных водах. Айсберг тоже может служить условием проявления ледяного неба. Такое небо очень напоминает равномерную белизну гигантских долин, запорошенных снегами.

Но что есть облака? Это скопления продуктов атмосферной конденсации. Такими продуктами конденсации могут быть капельки воды, кристаллы льда. Укрупняясь, они выпадают в виде снега, града, дождя. Наблюдения за облаками ведутся регулярно на многих тысячах метеорологических станций мира. Так что есть люди, профессия которых непосредственно связана с наблюдением облаков. Через каждые 3 часа, а иногда и чаще фиксируется видимое состояние неба. Классификация облаков зафиксирована в «Международном атласе облаков», изданном Всемирной метеорологической организацией в 1956 году. Возможно, вам интересно будет узнать, что существуют морфологическая, генетическая и микрофизическая классификации облаков. Вот так все не просто с облаками. Морфологическая классификация учитывает разнообразие форм облаков, генетическая — условия их возникновения, микрофизическая — агрегатное состояние, вид и размеры облачных частиц и их распределение.

Различают десять основных форм облаков, которые разделяются на виды и разновидности. В зависимости от высоты нижней границы облаков их относят к одному из трех ярусов — верхнему, среднему или нижнему. Особо выделяют облака вертикального развития. Их основание обычно находится в нижнем ярусе, а вершина может доходить до среднего или даже верхнего яруса. Над горными местностями облака располагаются ниже, чем над равнинами. Летом образуется больше облаков, чем зимой. Облака верхнего яруса состоят преимущественно из ледяных кристаллов. После захода Солнца такие облака приобретают серебристую или красноватую окраску, затем сереют. В безлунную ночь они невидимы, а на рассвете окрашиваются зарей в первую очередь.

Перисто-кучевые облака располагаются на высоте 200–400 км. На пелене перисто-кучевых облаков обычно и наблюдается гало. Перисто-слоистые облака имеют вид белой или голубоватой пелены, заволакивающей небо. К облакам среднего яруса относят высококучевые облака, имеющие вид белых, иногда синеватых волн. Подобные облака несут снежинки или дождь. Высокослоистые облака располагаются так, что нижняя их граница редко понимается выше 3–5 км. Толщина слоев всего 1–2 км. На облаках видны венцы, Солнце и светила просвечивают сквозь них, как сквозь матовое стекло. Облака нижнего яруса имеют вид серых тяжелых гряд, валов или пелены, закрывающей небо сплошным покровом. Облака этого яруса делятся на слоисто-кучевые, разорванно-дождевые, слоисто-дождевые. Нижняя граница облаков этого типа располагается на высоте всего 100 м.