Fenomene optice din atmosfera

Lucrarea de faţă cu tema „Fenomene optice din atmosferă” a fost elaborată în scopul promovării Examenului de Certificare Profesională, Nivel 4, domeniul Resurse Naturale şi Protecţia Mediului – calificarea Tehnician Hidro-meteorolog.

Temele propuse de profesorul îndrumător au fost interesante şi au fost alese în aşa fel încât să solicite toate cunoştinţele dobândite de elevi pe parcursul celor doi ani de specializare.

În timpul realizării acestui proiect, munca a fost frumoasă deoarece, pe parcursul căutării şi sintetizării materialului necesar, elevii au aflat noţiuni noi şi interesante, datorită faptului că specializarea pe care o absolv este deosebită.

Temele au fost alese în aşa fel încât elevii să fie nevoiţi să facă cercetări în legătură cu subiectul ales, să ia legătura cu autorităţile din domeniu (care au dovedit o dorinţă de colaborare deosebită), să-şi evidenţieze toate competenţele generale dobândite în decursul celor patru ani de liceu, atât la orele de cultură generală sau de specialitate, cât şi în timpul efectuării practicii comasate.
Proiectul are următoarea structură:
- în partea I este prezentată atmosfera terestră cu alcătuirea și modul de comportare al acesteia din punct de vedere optic;
- în partea II este prezentat fenomenul optic numit miraj;
- în partea III este prezentat fenomenul optic numit curcubeu;
- în partea IV este prezentat fenomenul optic numit halou;
- în partea V sunt prezentate aurorele polare;
- în partea VI este prezentat fenomenul optic numit spectrul Brocken;
- în partea VII sunt prezentate fenomene optice mai puțin întâlnite cum ar fi umbra pământului, green flash, diamond dust, curcubeul de foc, luna albastră și focul Sf.Elm.
Bibliografia propusă de profesorul îndrumător a fost completată cu informaţii de pe internet şi cu informaţii primite de la staţiile meteorologice şi hidrologice din zonă. Elaborarea acestui proiect m-a făcut să îmi dau seama cât de interesantă este munca în domeniul meteorologiei şi hidrologiei şi să realizez faptul că absolvirea acestei specializări este o oportunitate pentru viitorul meu profesional.
Având o structură stratificată, atmosfera este un mediu dispersiv în care densitatea
şi presiunea scade aproximativ exponenţial cu altitudinea.

Razele de lumină care vin de la Soare, Lună, aştrii, trecând prin atmosferă, se propagă printr-un mediu care îşi măreşte densitatea optică, de sus în jos, adică un mediu care îşi modifică indicele de refracţie direct proporţional cu densitatea. Ca rezultat razele de lumină se abat tot mai tare spre normală, adică se abat tot mai mult spre Pământ.  Această abatere este cu atât mai mare cu cât lumina parcurge un drum mai lung prin atmosferă, adică cu cât corpul ceresc se află mai aproape de orizont. Datorită refracţiei luminii în atmosferă aştrii aflaţi la orizont sunt văzuţi mai sus decât în realitate. Din acest motiv apusul întârzie cu câteva minute iar răsăritul vine cu câteva minute înainte, astfel apare crepusculul.

Când Soarele este după orizont, datorită refracţiei el se vede în atmosfera terestră. Deoarece atmosfera este un mediu dispersiv, razele roşii care vin de la Soarele aflat la orizont se înclină mai puţin decât cele verzi şi cele albastre. După trecerea luminii prin atmosferă se obţin mai multe discuri colorate ale Soarelui care se suprapun dar nu întru totul deoarece discul verde este mai ridicat decât cel roşu, discul albastru ar trebui să fie dincolo de cel verde dar nu se vede din cauza împrăştierii puternice a luminii albastre în atmosferă.

Marginea verde a Soarelui poate fi văzută timp de 2-3 minute dimineaţa când Soarele începe să se ivească de după orizont şi seara când Soarele apune după linia orizontului. Cel mai bine „raza verde" se vede deasupra mării când ea colorează în verde crestele înspumate ale valurilor văzute la orizont.

O serie de fenomene care se petrec în „oceanul aerian”, ca urmare a străbaterii acestuia de către razele Soarelui sau de lumina Lunii, pot fi denumite pe bună dreptate „Trucaje ale atmosferei”. Datorită încălzirii inegale a straturilor care compun atmosfera, acestea prezintă densităţi diferite pe verticală, dar la aceasta se mai adaugă şi prezenţa particulelor de apă, gheaţă fum, praf.etc. Razele Soarelui, care străbat în astfel de condiţii atmosfera, vor da naştere unor efecte luminoase, ca urmare  a  reflexiei,  refracţiei, difracţiei şi difuziei luminii.

În demersul nostru în lumea fenomenelor optice din atmosferă, este interesant de ştiut de cine este dată culoarea cerului, culoarea soarelui, de ce Soarele sau Luna aflate la orizont se văd mult mai mari decât atunci când sunt sus pe boltă?