Soumrakové jevy

Na rozdíl od ohybových či halových jevů je skupina soumrakových jevů poněkud různorodou skupinou zahrnující jevy, které nejčastěji pozorujeme za soumraku. Tuto dobu můžeme charakterizovat jako časové období, kdy je slunce blízko obzoru. Jednou za čas, když počasí dovolí, můžeme touto dobou pozorovat fantastickou hru světla, stínu a také barev! A právě proto jsou soumrakové jevy tak oblíbené. Dokáží na obloze vykouzlit pestré divadlo a zároveň se jedná o jevy, které jsou každému z nás dobře dostupné, nastávají vždy v jasný a příjemný čas. Proto také soumrakové jevy představují jedny z nejoblíbenějších a nejfotografovanějších atmosférických jevů vůbec. Možná nejznámějšími a nejkrásnějšími soumrakovými jevy jsou červánky. Vznikají vždy podobně, ale jejich zbarvení je vždy různě intenzivní v závislosti na typu oblačnosti, na vlhkosti vzduchu a čistotě atmosféry. Když je v atmosféře vyšší vyšší koncentrace prachových částic (na kterých vodní pára kondenzuje), je červené zbarvení intenzivnější. Červená barva oblaků vzniká stejným způsobem jako červené zbarvení Měsíce při jeho úplném zatmění. Může za to Rayleighův rozptyl. 

Zemská atmosféra rozptyluje světlo s kratší vlnovou délkou a pozorovateli na Zemi se tak zdá, že je Měsíc při úplném zatmění červený, neboť světlo, které vnímáme jako červené, má nejdelší vlnové délky a tomuto rozptylu odolává nejlépe. Při zatmění k rozptylu v zemské atmosféře dochází dvakrát - jednou když světlo letí skrz zemskou atmosféru k Měsíci a podruhé, když se po odrazu od měsíčního povrchu toto světlo vrací k pozorovateli na Zemi. Při západu slunce, které je jen těsně nad obzorem, pozorujeme rudé zbarvení ze stejného důvodu - může za to opět zemská atmosféra. Světlo ze slunce, které je z našeho pohledu nízko nad obzorem, prochází atmosférou mnohem déle, než když je slunce přímo nad námi. Naopak světlo kratších vlnových délek se v atmosféře snadno rozptyluje a vstupuje do našeho oka ze všech ostatních směrů - modrou oblohu pozorujeme ještě dlouho po západu slunce. V případě fotografie níže se Rayleighův efekt neprojevuje jen na nebi, ale i na krajině. A červené zbarvení krajiny bylo ještě umocněno, tím že obloha byla zatažena nízkou oblačností. Ta působila jako překážka a propustila ze všech míst atmosféry minimum modrého světla. Pozorujeme proto tři výrazně odlišná optická prostředí. Modrá oblaka, červenou krajinu a temný stín.

Rayleighův rozptyl se zde projevuje na načervenalé krajině. Efekt byl ještě umocněn zataženou oblohou.

Podobně můžeme pozorovat další jev související s rozptylem světla - Venušin pás. Nejedná se v podstatě o nic jiného než o to samé, co vidíme na snímku výše - jen s rozdílem, že červené světlo (lépe řečeno světlo ochuzené o modrou složku) se nepromítá na krajinu kolem, ale na zemskou atmosféru. Zbytek oblohy však zůstává modrý. Modré světlo dominuje proto, protože na jasné obloze k nám putuje světlo rozptýlené atmosférou, které vnímáme modře. Načervenalý Venušin pás pozorujeme přímo naproti zapadajícího/vycházejícího slunce. Má podobu tenkého pásu nízko nad obzorem. Jeho výška se postupně mění v závislosti na poloze slunce, které je tou dobou různě hluboko pod obzorem. Pod Venušiným pásem můžeme dále vidět tmavý pás - stín vrhaný naší planetou na její atmosféru.

Modrá obloha postupně přechází v načervenalý Venušin pás a v tmavý zemský stín.

Antikrepuskulární paprsky nad východním obzorem, slunce bylo stále dost vysoko.

Krepuskulárná paprsky mají mnoho názvů, především anglických. To možná vedlo k tomu, že mnozí autoři rozlišují mezi Tyndallovým jevem a krepuskulárními paprsky a argumentují tím, že jeden jev vzniká když je slunce vysoko na obloze a druhý jev když je slunce naopak pod obzorem. Domnívám se však, že se jedná o tentýž jev. Možná by se daly krepuskulární paprsky přirovnat ještě k jednomu podobnému optickému jevu - oblačnému stínu. Oblačné stíny ve většině případů vznikají jako stín vržený vysokými vrcholky bouřkové oblačnosti na ještě výše položenou oblačnost, typicky druhu cirrostratus. Nejčastěji se můžeme setkat se stíny, které jsou vrhány kondenzačními stopami vznikajícími po přeletu letadel na níže položenou oblačnost. Uvidíte, že za jediný den podobných jevů zaznamenáte celou řadu.

Stín vržený bouřkovým oblakem cumulonimbus calvus na vysokou oblačnost typu cirrostratus. 

Obraz vycházejícího nebo zapadajícího Slunce nebo Měsíce je nízko nad obzorem silně deformován. Je to způsobeno atmosférickou refrakcí - atmosféra má mnoho vrstev a každá z nich je jinak opticky hustá. Celkově se tak různé části atmosféry chovají jako čočky. Na fotografii níže vidíme, že obraz Měsíce nemá dokonalé kulaté okraje, ale je jakoby rozlitý do stran. Tyto optické deformace mohou vést až k tomu, že se zploštělý kotouček zdánlivě rozdělí do několika vrstev.

Vycházející Měsíc, který má v důsledku atmosférické refrakce rozlité okraje.

Především při zapadajícím slunci pak můžeme v pouhých několika vteřinách zaznamenat zelený či modrý záblesk. Je však třeba fotoaparátu s velkým zoomem (lépe teleobjektiv). Můžeme pak zaznamenat, jak se těsně nad horizontem obraz slunce rozlévá, jeho svrchní část se na okamžik oddělí a zabarví do zelena nebo vzácněji do modra. Je to však jev velice vzácný a prchlivý. Předně je opravdu nutné mít výhled co nejníže k obzoru - ideální je fotografovat z vysokého kopce či nad mořskou hladinou. Světlo odpovídající zelené a modré barvě se v atmosféře snadno rozptyluje, proto zachycení zeleného či modrého záblesku nezbytná průzračná obloha a minimální vlhkost. Pokud vidíme, že slunce zapadá a má červené zbarvení, určitě zelený záblesk neuvidíme (zelené a modré vlnové délky jsou zcela rozptýleny). Naopak pokud je zářivě bílé nebo nažloutlé, šance je mnohem vyšší. Na horním okraji slunce se může velmi krátce ukázat zelený či modrý záblesk. 

Zelený záblesk na zapadajícím slunci.

Mezosférická oblačnost nasvícená sluncem, které je více než 6° pod obzorem (nautický soumrak).
Svrchní část je nápadně zabarvena do červena - mezosférické červánky.

Astronomický soumrak nastává, když je slunce alespoň 12° pod obzorem. Je zajímavé, že tento druh soumraku u nás v po dobu několika týdnů v období letního slunovratu vůbec nenastává, protože tou dobou slunce tak nízko pod horizont vůbec neklesá. V ČR nastává pouze na podzim, v zimě a na jaře. V polovině noci je pak obloha tak temná, jak jen to je možné. Míst s přirozeně temnou oblohou nezasaženou světelným znečištěním již ve střední Evropě niikde nenajdeme a je nutné za ní vycestovat. Setkávám se často s názory, že stačí vycestovat za město a veškerá krása temné noční oblohy se před námi rozevře. Není to pravda a nejlépe vás o tom přesvědčí, když si vyzkoušíte noční oblohu vyfotografovat. Uvidíte, že světla na obloze je tolik, že jsou fotografie zbarvený do žluta a do červena. I světlo z měst vzdálených na desítky kilometrů nám kazí tmavou oblohu. Přímo nad našimi hlavami to sice tolik nevnímáme, ale pokud chceme z našich zeměpisných šířek fotografovat Mléčnou dráhu nad jižním obzorem, světlu se nevyhneme.

Mléčná dráha, Perseida a Mars krátce před velkou opozicí.
Astronomický soumrak 12. srpna 2018 z vesnice na jihu Moravy.

Mezi atmosférické jevy řadíme též meteory. Meteor je světelný jev, podobně jako blesk nebo duha! Vzniká v důsledku vstupu kosmického tělesa velikosti prachu (a větší) do zemské atmosféry. Nejvíce meteorů lze nejčastěji pozorovat v ranních hodinách, kdy Země svým pohybem "předhání" pohyb těchto tělísek, které pak dopadají do atmosféry. Často lze pozorovat barevné meteory. Barvy vznikají emisí vlnových délek některých prvků a molekul, jsou tedy ukazatelem složení vstupujícího tělesa a složení atmosféry. Velmi jasný meteor se nazývá bolid, avšak geologové pod termínem bolid často označují i kosmická tělesa, která dopadla na zemský povrch (meteority) a vytvořila na Zemi kráter. Bolidy lze nejčastěji pozorovat během aktivity Perseid (srpen), Geminid (prosinec) nebo Orionid (říjen). 

Atmosféra má nezanedbatelný vliv také na pozorování hvězd či jiných objektů na obloze. Hvězdy pozorované nízko nad obzorem vidíme vždy o něco výše, než kde bychom je ve skutečnosti měli vidět. A vzhledem ke vzdálenosti hvězd si také musíme uvědomovat, že k nám světlo z hvězd letělo desítky, stovky i tisíce let, a že hvězda, na kterou se nyní díváme, se již v daném okamžiku nachází jinde. Pro hvězdy je také typický další jev - že na obloze poblikávají. To je jedna ze základních astronomických pouček, podle kterých můžeme na obloze rozlišit planety od hvězd. Situaci si můžeme vysvětlit tak, že hvězdy jsou (vzhledem k jejich vzdálenosti od Země) srovnatelné s bodovými zdroji světla, zatímco planety jsou spíše drobné kulaté kotoučky. Bodové zdroje světla jsou atmosférou snadno ovlivnitelné a blikají proto, protože je atmosféra neklidná (turbulentní). V dalekohledu také uvidíme jak hvězdy velmi rychle mění barvy. To je nejlépe pozorovatelné u nejjasnějších hvězd.