Refrakcja w liczbach i zielony błysk

Refrakcja przy horyzoncie, spłaszczenie tarczy, warunki zielonego błysku i dlaczego prawie zawsze potrzebuje mirażu.

Refrakcja w liczbach

Ile podnosi i jak szybko rośnie

Refrakcja atmosferyczna podnosi pozorne położenie obiektu tym silniej, im niżej on jest. Praktycznym przybliżeniem jest wzór Bennetta:

R = 1 / tan(h + 7,31 / (h + 4,4))R — refrakcja w minutach kątowych. h — wysokość w stopniach. Wzór empiryczny, dobry przy typowym ciśnieniu i temperaturze.

Policzone: jak szybko rośnie refrakcja

h = 45°: R ≈ 1,0′ — pomijalne

h = 10°: R ≈ 5,3′ — jedna szósta tarczy Słońca

h = 2°: R ≈ 18′ — ponad połowa tarczy

h = 0°: R ≈ 34′ — więcej niż cała tarcza (32′)

Stąd wniosek z Rozdziału 8: gdy dolny brzeg Słońca dotyka horyzontu, całe Słońce jest już geometrycznie pod nim. I stąd spłaszczenie tarczy: dolny brzeg podnoszony o 34′, górny o około 29′, więc pionowa średnica kurczy się o jakieś 5′ z 32′ — czyli o mniej więcej jedną szóstą.

Refrakcja zależy od gęstości powietrza, więc od ciśnienia i temperatury. Powód jest prosty: każda cząsteczka na drodze promienia dokłada swoje rozkołysane falą elektrony, które odrobinę opóźniają światło (Rozdział 3), więc im więcej cząsteczek w każdym litrze, tym większy współczynnik załamania i tym mocniej promień skręca. W bardzo mroźnym powietrzu bywa istotnie większa od wartości standardowych — stąd zjawiska takie jak efekt Nowej Ziemi, gdy Słońce widziano nad horyzontem dwa tygodnie przed jego astronomicznym wschodem po nocy polarnej.

Zielony błysk · warunki i odmiany

Dwa składniki: dyspersja i powiększenie

Refrakcja zależy nieznacznie od barwy — bo zieleń i błękit leżą odrobinę bliżej ultrafioletowych rezonansów azotu i tlenu niż czerwień, więc kołyszą ich elektronami trochę chętniej i w powietrzu zwalniają trochę bardziej. Obraz zielony jest podniesiony wyżej niż czerwony o różnicę rzędu 0,3 minuty kątowej przy horyzoncie — czyli o około jedną setną średnicy tarczy. Samo to jest zdecydowanie za mało, żeby cokolwiek zobaczyć gołym okiem.

Dlatego zielony błysk niemal zawsze wymaga drugiego składnika: mirażu, który rozciąga obraz w pionie. Miraż górny (nad zimną wodą) albo dolny (nad ciepłą) potrafi powiększyć pionowo ostatni skrawek tarczy kilkunastokrotnie — i wtedy owa jedna setna średnicy staje się widoczną, zieloną kreską trwającą sekundę lub dwie.

Odmiany zielonego błysku

Inferior-mirage flash — najczęstszy, nad ciepłą powierzchnią. Ostatni skrawek tarczy zlewa się z odbiciem i rozbłyskuje owalnie.

Mock-mirage flash — nad zimną wodą, przy inwersji. Górny fragment tarczy odrywa się i gaśnie na zielono.

Sub-duct flash — najrzadszy i najdłuższy, w warunkach falowodu. Potrafi trwać kilkanaście sekund.

Green ray — zielona wiązka strzelająca w górę od horyzontu; wymaga mgiełki, na której się rozproszy.

Odróżnienie od powidoku: powidok pojawia się PO odwróceniu wzroku i jest ruchomą plamą podążającą za spojrzeniem. Zielony błysk jest przywiązany do horyzontu i da się go sfotografować.

Warunki nad Bałtykiem: czysty horyzont morski, dobra widoczność do samej linii wody, brak chmur nisko nad horyzontem. Najlepsze szanse wiosną, gdy woda jest zimna, a powietrze ciepłe. Patrzymy dopiero na ostatnie sekundy zachodu — wcześniejsze patrzenie spali adaptację i zafunduje powidok.

← Spis treści ↑ Rozdział 8: Kiedy powietrze zakrzywia światło