За один осенний день в горах можно наблюдать больше оптических явлений, чем многие города видят за целый сезон. Те же самые склоны, озера и луга превращаются в подвижный экспериментальный стенд для света, потому что атмосфера над сложным рельефом за несколько часов многократно перестраивает свои слои.
Перед восходом Солнца интенсивное излучательное охлаждение у поверхности земли создает резкую температурную инверсию: холодный плотный воздух скапливается в долинах, а над ним лежит более теплый слой. Водяной пар в этом переохлажденном слое конденсируется в радиационный туман — приповерхностный аэрозоль, который искривляет и рассеивает свет за счет рассеяния Ми. Контуры мира становятся мягче, но вершины гор остаются в прозрачном воздухе над туманом.
По мере подъема Солнца нагрев поверхности разрушает инверсию. Туманный слой утолщается и поднимается, превращаясь в слоистые пласты облаков. С более высоких хребтов открывается вид на облачное море: горизонтальный слой слоисто-кучевых облаков заполняет котловины, а вершины выступают из него как острова. Тот же процесс, который сначала скрывал долину, теперь обнажает вертикальную структуру приземного слоя атмосферы и делает послойное распределение температуры и влажности заметным невооруженному глазу.
Около полудня усиленное солнечное излучение подсушивает нижние слои воздуха и ослабляет ветер. Горное озеро при минимальной поверхностной ряби начинает вести себя как почти идеальное зеркальное отражающее зеркало. Уравнения Френеля, привычные по учебникам оптики, внезапно оказываются применимы к небольшой полосе воды, создавая четкие зеркальные изображения деревьев и скальных стен, когда падающие и отраженные лучи света проходят симметричные траектории.
К вечеру цикл охлаждения запускается снова, но теперь длинный наклонный путь солнечных лучей через утолщенный воздушный столб меняет набор длин волн, которые доходят до наблюдателя. Рэлеевское рассеяние «выбивает» значительную часть коротковолнового синего света, а более крупные аэрозольные частицы усиливают избирательное ослабление в зеленой области спектра. Оставшийся свет смещается к красным и оранжевым оттенкам, окрашивая так называемые «пылающие облака», когда средне- и верхнеуровневые слои перехватывают этот отфильтрованный луч и выводят на небо финальный дневной результат работы горной оптической лаборатории.
loading...