天空漫射

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天空漫射(diffuse sky radiation),是太陽光從四面八方照向地球,投射到大氣層雲朵上,光向各方向反射的現象。

概述[编辑]

在傳播中如果遭遇微小的粒子,就會產生散射。散射粒子越小,散射的光譜越在短波的範圍裡,而空氣中充滿了氧和氮的分子,它們的大小甚至於比短波的波長還短,散射出來的光就都會在紫、藍、綠的範圍。

當一束平行的入射光線射到大氣層雲朵時,表面會把光線向著四面八方反射,所以入射線雖然互相平行,由於各點的法線方向不一致,造成反射光線向不同的方向無規則地反射。在白晝時,陽光經過比較薄的大氣層,散射的結果就呈現到處都是藍色的情景。而且因為大氣中到處都散射出藍色的光譜,所以我們無法依照肉眼的感覺判斷天有多高。但在黃昏日出時分,因為陽光必須穿過比較厚的大氣層,藍色的色素已經在前面被散射殆盡了,只剩下紅、橙、黃等比較偏紅的顏色,所以天色看起來是橘紅色的。

不過並不是所有地方看到的夕陽都像藝術照片那樣的飽滿色彩,只有當大氣中有比分子稍大的粒子(例如鹽粒、小小水滴、灰塵、煙灰、細火山灰,越大的粒子越能散射紅光;但如果大太多散射就中止,而變成反射了,更大的粒子則造成吸收)時,光譜才會比較在紅色的範圍。所以許多絢爛的夕陽景色都是在海邊拍攝的,因為那裡充滿了比較會散射紅光的鹽粒。

雲朵顏色[编辑]

不下雨的主要由雲滴(小水滴)所組成,雲滴比分子大許多,大致為20微米大小的雲滴可以散射出各種光譜,但因為雲是一團紊亂的對流體,雲滴的分佈也是非常雜亂的,向四面八方散射的各種顏色的光,加在一起就成了白色。而再大一點的雲滴或水滴已經足夠構成反射的條件,白色的陽光被反射出去後當然是白色的。

而較厚的雲朵卻是灰白色是因為當陽光射入雲裡面時,如果雲裡面都是比較細小的雲滴或雨滴的話,就會產生散射或反射,使穿透的陽光減少,所以越到雲的底部,光線越弱。據了解,只要雲層厚度超過一千公尺,就幾乎沒有光線可以穿透了。發展比較旺盛的雲,裡面的水滴比較大,這時水滴扮演的是反射及吸收陽光的角色,光線的穿透力就更弱。所以會下雨的雲都是烏黑的,而且雲越黑表示對流越強,雲裡面的水滴越多、越大。發展強盛的雲,通常其上層一定有許多冰晶,光在冰晶中的穿透力比在水滴中還弱許多。