散乱とは?
散乱とは、光粒子(光子)が大気中の粒子と衝突し、方向を変えるプロセスです。ビリヤードボールが他のボールを打って新しい方向に出るように考えてください。
散乱の種類:
* レイリー散乱: これは、窒素や酸素分子のような光の波長よりもはるかに小さい粒子によって引き起こされる大気中の最も一般的なタイプの散乱です。空の青い色を担当しています。
* mie散乱: これは、光が粉塵、花粉、水滴など、光の波長に近い粒子と相互作用するときに発生します。それは白っぽいまたはかすんだ外観を生み出します。
* 非選択的散乱: これは、光が雲の水滴のような非常に大きな粒子と相互作用するときに発生します。それはすべての波長の光を均等に散らし、雲の白い外観につながります。
散乱が太陽光線にどのように影響するか:
* 青い空: レイリー散乱は、より長い波長(赤とオレンジ)よりも短い波長(青と紫)を優先的に散乱させます。この散らばった青い光は、あらゆる方向から目に届き、空を青く見せます。
* 日没と日の出: 太陽が地平線の下に沈むと、太陽が大気中のより長い道を通り抜けます。これにより、より多くの青と緑の光が散らばり、赤とオレンジの長い波長を目に届かせて、鮮やかな夕日と日の出をもたらします。
* クラウドフォーメーション: 雲の水滴による非選択的散乱は、すべての色の光を均等に反映し、雲に白い外観を与えます。
* 大気加熱: 散乱は、太陽放射の一部を吸収することにより、大気加熱に貢献します。
散乱の重要性:
* 有害な放射線からの保護: 散乱は、地球の表面に到達する有害な紫外線(UV)放射の強度を低下させるのに役立ちます。
* 可視性: 散乱により、大気中のオブジェクトを見ることができます。それがなければ、すべてが暗く見え、影は非常に鋭くなります。
* 気候規制: 散乱は、惑星の表面によってどれだけの太陽放射が吸収されるかに影響を与えることにより、地球のエネルギーバランスに役割を果たします。
結論として、散乱は、地球の大気中を移動する際に太陽放射の経路と強度を大幅に変える基本的なプロセスです。それは空の色を形作り、日光の強さに影響を与え、地球の気候システムで重要な役割を果たします。