En solnedgång på den klara himlen över Grand Canyon ser ganska fantastisk ut utan smog. Se fler solfläckbilder. Don Smith/The Image Bank/Getty Images Det finns inte för många positiva saker att hitta i luftföroreningar. Det är ohälsosamt, ful och skadlig för planeten som vi hoppas kunna lägga mycket mer tid på. Men kan det vara så att det faktiskt finns en uppåtsida här? Kan det himmelblockerande fenomen kallas smog verkligen förbättra solnedgångar?
Sunspot Image Gallery
De flesta tror att svaret är ja - att rökiga städer som Los Angeles och Peking, med disig himmel mestadels, åtminstone få extra strålande solnedgångar att hosta vid som en följd av den farligheten. Som det visar sig, dessa människor har mest fel. Allt börjar med vetenskapen om solnedgången - hur dessa färger stänker över himlen när solen går ner.
När solen står högt på himlen, dess ljus färdas relativt kort väg genom atmosfären för att nå ditt öga, ljusets synpunkt. I det solljuset är alla våglängder av synligt ljus , och varje våglängd ses som en annan färg. Molekylerna i jordens atmosfär, mestadels kväve- och syremolekyler, sprida ut några av dessa våglängder, men inte andra. Eftersom dessa molekyler är små jämfört med synliga ljusets våglängder, de slutar bara sprida de kortare våglängderna, skicka dessa ljusstrålar åt alla håll, ur ljusets direkta väg på väg mot ditt öga. Denna selektiva spridning av våglängder, eller färger, kallas Rayleigh -spridning . Himlen är blå under dagtid eftersom våglängderna för violett och blått är de kortaste i spektrumet. De är utspridda mer än alla andra färger i ljuset, och när dessa våglängder sprids över himlen, den himlen blir blå. (Det skulle faktiskt vara violett förutom att det mänskliga ögat är mer känsligt för blått [källa:NOAA].)
När solen rör sig över himlen, detta ändras.
Jorden är en sfär, så den distans mellan solen och marken förändras när solen rör sig över himlen. Vid högmiddag, det avståndet är det kortaste; vid solnedgången, när solen står vid horisonten, det avståndet är det längsta. När avståndet är längre, det finns mer atmosfär för ljuset att resa genom innan du uppfattar det. Rayleigh -spridning är fortfarande i kraft, men det ger ett helt annat resultat.
Skylinen i centrala Los Angeles lyser upp av de grumliga bruna och röda av en rökig solnedgång. David McNew/Getty Images Kom ihåg hur molekylerna i atmosfären sprider blått och violett mer än de längre våglängderna hos gult, orange och rött? Samma Rayleigh -spridning gör himlen från blå till kombinationer av rött, orange och gult när avståndet mellan solen och ditt öga ökar, eftersom ljuset måste resa genom mer av atmosfären.
När ljuset färdas genom atmosfären, träffar dessa molekyler längs vägen, allt fler av de kortare våglängderna sprids. När ljuset når ditt öga, allt blått och violett har spridits ut, lämnar bara de längre våglängderna på himlen för dig att se. Det är därför en solnedgång gör himlen röd, orange, gul och alla nyanser däremellan. Allt det utspridda blått och violett är upptaget med att skapa en blå daghimmel någon annanstans i en annan tidszon.
Allt detta händer på en klar himmel, med mestadels kväve och syre som sprider. Om du lägger till andra molekyler i blandningen - molekyler i smog, till exempel - bilden börjar förändras.
Smog, tekniskt talat, är inte den demon det är tänkt att vara. Smog är helt enkelt en kombination av orden "rök" och "dimma, "och det kommer från många olika källor, några helt naturliga. Den består mestadels av aerosoler , fasta eller flytande partiklar suspenderade på himlen. Vulkanutbrott producerar tung smog när de skickar massor av vulkanisk aska till himlen. Skogsbränder gör detsamma när allt det brinnande materialet böljar uppåt, gör himlen nästan ogenomskinlig.
Dessa naturliga orsaker till smog är försumbara i storstäder, fastän. Fabriks- och kolkraftsavgas, bilavgaser och gasläckage, liksom biprodukterna av brinnande plast och aerosolsprayburkar skickar mycket mer partiklar till atmosfären än några naturliga händelser gör. Denna smog är en blandning av klorfluorkolväten (växthusgaser), kolväten, svavelsyra och massor av andra obehagliga föroreningar [källa:Hälsa och energi]. I större städer, smog är den här konstgjorda blandningen av kemikalier.
Här kommer förvirringen in. Vulkanisk smog och skogsbrandsmog består av ganska enhetliga aerosoler, konstgjord smog består av otaliga olika molekyler och olika typer av materia, och alla dessa aerosolpartiklar varierar i storlek. Storlek är avgörande för om aerosoler förbättrar solnedgångens färger eller hindrar dem.
När något som ett vulkanutbrott skickar partiklar till luften, det producerar rök som bara blockerar viss ljusvåglängd. När solljuset rör sig genom denna atmosfär, det möter kväve och syre, som sprider spektrumets blå ände, och vulkanisk aska, som är större och sprider en bra mängd av de längre gula våglängderna, för. Det som resulterar i är en otroligt röd solnedgång tills askan klarnar.
Men rök från en rökstapel eller bil består av partiklar i så många olika storlekar, spridningen är nästan urskillningslös. Rayleigh -spridning är inte längre i kraft, eftersom istället för att atmosfären sprider endast viss våglängd när solljus passerar genom den, det sprider allt. Aerosolerna i smog är varierande, och relativt stor, till den grad att de kan sprida varje våglängd av ljus. Resultatet är en solnedgång utan färger alls. Himlen är helt enkelt suddig, gråvit, med allt det gula, orange och rött har spridits ut innan de kunde nå ögat.
Risken är, om du ser en särskilt färgglad solnedgång i L.A., det är för att smogen är låg den dagen, inte för att det är tungt.
För mer information om smog, solnedgångar och relaterade ämnen, inklusive andra atmosfäriska faktorer som påverkar himmelens färg, se länkarna på nästa sida.
