ما الذي يمنح غروب الشمس لونه؟

إذا تأملت السماء في إحدى الأمسيات، فمن المرجح أنك ستراها زرقاء صافية في فترة ما بعد الظهيرة وقد بدأت تتشح بلون برتقالي محمرّ يمتد لأميال. وقد تتساءل عندئذ: لماذا يتغير لون السماء في أوقاتٍ مختلفةٍ من النهار؟ تتعلق الإجابة بالكيفية التي يتفاعل فيها ضوء الشمس مع الغلاف الجوي المحيط بالأرض.

ينتقل الضوء على شكل موجات، كما ويتحدد كل لون نراه في السماء من خلال أطوال هذه الموجات. تُعد موجات اللون الأحمر أطول الموجات، وبالانتقال عبر تدرجات قوس قزح؛ تصبح أطوال الموجات أقصر شيئاً فشيئاً حتى الوصول إلى موجات اللونين الأزرق والبنفسجي التي تُعد الأمواج الأقصر طولاً.

لا يصطدم ضوء الشمس بشيء أثناء اتجاهه نحونا حيث أن كل ما يلقاه في طريقه هو فراغ في الفضاء، لكن على الأرض الأمر مغاير تماماً، حيث تحوم في الهواء آلاف الجسيمات التي تكاد تكون غير مرئية. تعتبر جزيئات الغبار وقطرات الماء الأكبر بين هذه الجسيمات، في حين هناك الجزيئات الغازية ضئيلة الحجم – معظمها من الأوكسجين والنتروجين – التي تشكل الهواء نفسه. يرتد الضوء في اتجاهات مختلفة نتيجة لاصطدام الموجات التي تنقله إلى الغلاف الجوي للأرض بهذه الجسيمات.

فكر في الأمر على النحو التالي: إذا كنت في جناح مزدحم للسيارات الاصطدامية في مدينة للملاهي، وبدأت تصطدم بسيارات أخرى وتتلقى الصدمات من السيارات الأخرى، عندها تكون قد لعبت دور الموجة الضوئية.

إلا أنه لا ترتد جميع الموجات بنفس الدرجة. يقول ستيفن كورفيدي عالم الأرصاد الجوية في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي: "إن الغلاف الجوي يعمل كمُرشّح، وهذا ما يفعله دائماً لكنك لا تدرك حقيقته بالضرورة. وهذا ما يُعرف أساساً بتأثير الانتثار الانتقائي".

تتناثر الأمواج الزرقاء بسهولة أكبر وفي العديد من الاتجاهات نتيجة لقصر طولها، بينما الأمواج الحمراء الأكثر طولاً فتعتبر الأقل تتناثراً نتيجة اصطدامها بتلك الجسيمات الدقيقة في الهواء.

خلال النهار، يقتصر كل ما نراه على الموجات الزرقاء المتناثرة على امتداد السماء نظراً لانتقال الضوء عبر أقصر مسافة له عبر الغلاف الجوي. أما في نهاية اليوم، ينتقل الضوء عبر أجزاء أكبر بكثير من الغلاف الجوي فتجد تلك الأمواج الضوئية الزرقاء القصيرة صعوبةً في تجاوز جميع الجزيئات. تبعاً لذلك يتناثر معظم هذه الأمواج قبل أن يصل إلينا، وهذا ما يفسر ظاهرة السماء الحمراء التي نراها عند غروب الشمس حيث أن الأمواج الحمراء الطويلة تبقى قادرة على اختراق الغلاف الجوي.

وهكذا في كل مرة ترى فيها السماء حمراء ليلاً، تذكر أن ما تراه هو آخر ما تبقى من الموجات من كامل ألوان قوس قزح.