スペクタクル！空には奇妙な緑色があります。理由は何ですか？

先ほど、米国サウスダコタ州スーフォールズを激しい嵐が襲い、空は奇妙な終末の緑色に染まった。

多くの人が、自分が撮影した「緑の」天照大御神の写真をネットに投稿し、それを知らない人はこの世の終わりが来たと思ったほどだ。

なぜ空は緑色なのでしょうか？

空に色があるのは、完全に「純粋」なわけではなく、空気中に小さな塵の粒子や氷の結晶、水滴などが多数浮遊しているからです。これらの「不純物」が存在するため、太陽光は大気圏を貫通して地面に当たると、「不純物」によって散乱されます。空が晴れていれば、大気中の粒子はそれほど多くなく（ガス分子の直径は光の波長よりもはるかに小さいため、レイリー散乱が発生します）、比較的純粋であるため、短波光の散乱が促進されます。したがって、太陽光の波長が短い青色と紫色の光は、大気圏で容易に散乱され、空の背景全体に広がります。人間の目は紫色の光にあまり敏感ではないので、空は青く見えます。

もし空に大気がなく、「不純物」もなかったら、散乱は起こらないでしょう。すると日中は、焼けつくような太陽を除けば、空の背景は暗くなります。

緑の空は、より一般的な青空よりもはるかに珍しいです。もちろん散乱によっても発生しますが、当時の天候は嵐の前であり、散乱媒体は青空の小さな不純物とは異なり、氷の粒子や水滴でした。

嵐の中の水滴と氷の粒子の密度は非常に高く、まるでそれらが 1 つの塊としてつながっているかのようです。青色光と一部の緑色光は波長が比較的短く、透過力が弱く、散乱しやすいです。このとき、嵐の中の水滴や氷滴は、下図のように青く見えます。

さらに、この時間には太陽が沈んでいるはずで、地平線上の沈む太陽は雲に遮られておらず、夕焼けの黄色が散らばっています。水滴や氷の粒の青色が夕焼けの黄色に重なり、空が緑色に見えます。

「緑の空」は決して良い兆候ではありません。結局のところ、大量の水滴と氷の粒子が含まれており、大雨または雹が降ることを意味します。

これは今年5月に舟山に現れた真っ赤な空を人々に思い出させます。午後8時頃5月7日、浙江省舟山市の多くの人々が、空一面が赤い光に包まれる幻想的な光景を目にした。

当時はさまざまな意見がありましたが、最終的には光の散乱によって説明できました。当時、舟山には濃い霧が立ち込め、空気は水滴で満たされていた。

この時、北太平洋のサンマを漁獲する外航船が舟山に停泊していた。サンマを捕まえるために赤い「集魚灯」が使われ、サンマは赤い光源に向かって泳ぎます。

光源が強ければ強いほど、たくさんのサンマを捕獲しやすくなるため、漁船は強く明るい赤い光を発します。また、外洋航行船であり、これから出航する船であるため、出航前に赤色集魚灯などの装備の試験を行っている。その日はたまたま霧が出ていて、ちょうど外洋船が海に出ようとしていたところでした。赤い光が水滴でできた霧を透過し、集中した光源を散乱させて空を血のように赤く染めた。

数日後、福州にも真っ赤な空が広がった。同日には遠洋漁船や濃霧も発生していた。

実際、スーフォールズの終末の緑の空であろうと、舟山の血のように赤い空であろうと、当時の環境条件に基づく光学原理で説明することができます。

出典: 蘇成宇著『Bringing Science Home』