Panuje przekonanie, że w lecie najlepiej jest nosić białe ubrania, bo takowe są najlepszym sposobem na gorącą pogodę. Białe ubrania nie pochłaniają promieniowania słonecznego lecz je odbijają. I jest to poprawne tłumaczenie, z tym, że bilans dręczonego upałem człowieczego ciała jest niekompletny.
Gorąco robi się nam nie tylko z tytułu padającego promieniowania słonecznego lecz również od ciepła produkowanego przez organizm. A białe ubrania kierują to ciepło... z powrotem na ciało. I tu pojawia się logiczna, aczkolwiek może szokująca refleksja - lepszym wyborem na upał są czarne ubrania - absorbują nie tylko promieniowanie słoneczne, ale i cieplne promieniowanie organizmu.
Potrzeba wyjaśniania rodzi się z marzenia o poznaniu prawdy. Teoretycy koloru z różnych epok długo nie mogli znaleźć wytłumaczenia istoty barw w przyrodzie. Wieki temu kolorowe zjawiska natury łączono z bóstwami. Wydobywanie kolorów z wody deszczowej przypisywano bogini Iris. Zorzę polarną (łac. Aurora borealis) nazwano imionami Aurory - rzymskiej bogini świtu i Boreasza – boga, będącego uosobieniem wiatru północnego. W znacznie bliższych nam czasach z pomocą w zrozumieniu tych zjawisk przyszły nauki ścisłe.
Jak okazuje się, otacza nas ocean fal elektromagnetycznych, jedne z nich nas grzeją, inne opalają a jeszcze inne - tworzą kolory. Światłoczułe komórki naszego wzroku reagują na te fale o długości z zakresu 380 - 780 nanometrów. Barwa jest wrażeniem zmysłowym, które rodzi się w mózgu pod wpływem fali elektromagnetycznej o określonej długości. Te fale wymieszane ze sobą tworzą światło białe. W niektórych oddziaływaniach światła z materią następuje zjawisko odwrotne - rozdzielenie fal światła białego. Z takiego procesu pochodzi np. zjawisko tęczy czy halo. W pewnych sytuacjach źródłem światła jest samo powietrze – tak dzieje się w przypadku zorzy polarnej lub błyskawicy.
Tęcza jest barwnym, optycznym zjawiskiem wywołanym przez światło Słońca lub Księżyca, postrzeganym najczęściej w postaci łuku, z barwą czerwoną po zewnętrznej stronie tego łuku. Ujrzeć tęczę, to odebrać oczami w specyficzny sposób rozszczepione światło. Rozszczepienie białego promienia na składowe zachodzi na granicy powietrza i powierzchni kropli deszczu, od powierzchni wewnętrznej kropli następuje całkowite odbicie tych składowych. Wynika to z faktu, iż poszczególne fale mają różne współczynniki załamania w wodzie, a powierzchnia wewnętrzna kropli zachowuje się jak lusterko. Biały promień na wejściu opuszcza kroplę w postaci kilku barw. Kąt między szczytem tęczy a obserwatorem musi wynosić 42°.
Tęcza obejmuje ciągłe widmo kolorów. Tradycyjnie przypisywane jej tylko siedem kolorów wynika z ograniczeń ludzkiego oka. Z tego samego powodu również kolorystyczna paleta zorzy polarnej sprowadza się do kilku barw, pomimo iż światło zorzy może zawierać ponad 270 linii emisyjnych.
Dla mało dociekliwego obserwatora Słońce może wydawać się spokojne i niezmienne. Jednak za pomocą nawet prostego teleskopu można dojrzeć, iż powierzchnia gwiazdy jest w ciągłym ruchu, jej fragmenty zachowują się jak pszczoły w ulu. To wznoszą się i opadają granule - komórki konwekcyjne plazmy. Wszystkie gwiazdy mają pole magnetyczne. Magnetyzm Słońca jest skomplikowany - wynika z faktu, iż poszczególne warstwy plazmy obracają się szybciej na równiku niż na biegunach i szybciej w środku niż na powierzchni. To powoduje silne rozciąganie, skręcanie, wręcz splątanie linii pola magnetycznego, które przestają tworzyć dobrze poukładane pętle tak, jak to się dzieje w magnesie sztabkowym.
W niektórych miejscach silne pole magnetyczne spowalnia konwekcję i zapobiega przesuwaniu się ciepła na powierzchnię - tak tworzą się plamy słoneczne. Plamy te wyglądają jak czarne kratery, ponieważ są chłodniejsze od otoczenia nawet do 2000°C. W innych miejscach silne pole magnetyczne przyśpiesza tak mocno plazmę, iż ta opuszcza powierzchnię Słońca tworząc widowiskowe łuki i serpentyny. Gdy taki łuk pęka, powstaje rozbłysk z koronalnym wyrzutem masy.
Grawitacja Słońca nie jest w stanie utrzymać rozpędzonej plazmy, gwiazda wyrzuca we wszystkich kierunkach przestrzeni kosmicznej strumienie cząstek zwanych wiatrem słonecznym. To chmura takich cząstek jak protony, elektrony, jony atomów helu, wodoru, tlenu, węgla, azotu, neonu, argonu, cząstki alfa. Cząstki z rozbłysków są wysokoenergetyczną fazą wiatru słonecznego. Wiatr ten jest zawsze od Słońca, widać to po zachowaniu komet. Gdy komety zmierzają ku Słońcu ich ogony pozostają w tyle, gdy oddalają się od gwiazdy, ogony są spychane na przód głowy.
Pole magnetyczne Ziemi jest tarczą chroniąca powierzchnię Ziemi przed bezpośrednim uderzeniem wiatru słonecznego. Jednak znacząca ilość cząstek wiatru słonecznego trafia wzdłuż linii pola w okolice biegunów magnetycznych Ziemi a zderzając się z atomami, cząsteczkami czy jonami atmosfery doprowadza je do świecenia zorzowego. Jak wiadomo, obdarzone ładunkiem elektrycznym cząstki, kiedy zmieniają swój stan na mniej energetyczny, emitują promieniowanie o ściśle określonej długości fali, w tym przypadku widziane jako taniec zieleni, czerwieni, błękitu, fioletu. Kolor żółty jest wynikiem mieszania się barwy zielonej i czerwonej. Przy dużej aktywności Słońca obserwacja zorzy polarnej jest możliwa w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Zatem nic dziwnego, iż rozjaśnione kolorami niebo kojarzyło się dawnym ludziom z nastawaniem świtu na początku lub w środku nocy - przybywaniem Aurory.
Barbara Jakubowska
Autorka jest naukowcem, meteorologiem Centralnego Biura Prognoz Meteorologicznych Zespołu w Białymstoku. Często możemy ją usłyszeć w Polskim Radiu Białystok. Ma także profil na Facebooku, gdzie opisuje zjawiska pogodowe.
Zorza polarna i tęcza oraz zjawisko aurory: