ทำไมตอนพระอาทิตย์ขึ้นหรือตก ท้องฟ้าจึงเป็นสีส้มหรือแดง?

เคยสงสัยไหมว่า ทำไมในช่วงเวลาที่พระอาทิตย์ขึ้นหรือตก ท้องฟ้าจึงเปลี่ยนเป็นสีส้มหรือแดงที่บางทีก็สวยจนอดจะหยิบโทรศัพท์ขึ้นมาถ่ายรูปไม่ได้ ทั้งๆ ที่มันก็ดวงอาทิตย์ดวงเดียวกันกับที่แผดเผาชาวไทยเราเมื่อตอนกลางวันนี่เอง?

ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการกระเจิงของแสงในชั้นบรรยากาศของโลก (Atmospheric Scattering) ซึ่งมีส่วนสำคัญในการกำหนดสีที่เราเห็นบนท้องฟ้าในช่วงเวลาต่าง ๆ ของวัน

หลักการของการกระเจิงของแสง (Scattering)

แสงจากดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นแสงสีขาว ซึ่งประกอบด้วยแสงสีต่าง ๆ ที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกัน เช่น สีม่วง สีฟ้า สีเขียว สีเหลือง สีส้ม และสีแดง โดยแสงที่มีความยาวคลื่นสั้น เช่น สีฟ้าและสีม่วง จะกระเจิงได้ง่ายกว่าแสงที่มีความยาวคลื่นยาว เช่น สีส้มและสีแดง

ในตอนกลางวัน แสงอาทิตย์ที่ผ่านชั้นบรรยากาศในระยะทางสั้น ๆ ทำให้แสงสีฟ้าถูกกระเจิงไปทั่วท้องฟ้า เราจึงเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้า แต่ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นหรือตก แสงอาทิตย์ต้องผ่านชั้นบรรยากาศในระยะทางที่ยาวกว่า ทำให้แสงสีฟ้าและสีม่วงถูกกระเจิงออกไปจนเกือบหมด เหลือเพียงแสงสีที่มีความยาวคลื่นยาว เช่น สีส้มและสีแดง ที่ยังคงเดินทางมาถึงดวงตาเรา

ชั้นบรรยากาศและฝุ่นละออง

ชั้นบรรยากาศของโลกไม่ได้เป็นเพียงอากาศบริสุทธิ์ แต่ยังเต็มไปด้วยฝุ่นละออง ไอน้ำ และโมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการกระเจิงของแสงอาทิตย์

มลภาวะในอากาศ:

ในเมืองที่มีมลภาวะสูง เช่น ฝุ่น PM2.5 หรือหมอกควัน มลภาวะเหล่านี้จะทำให้ท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ตกหรือขึ้นมีเฉดสีแดงเข้มขึ้น เพราะอนุภาคเล็ก ๆ เหล่านี้ช่วยสะท้อนแสงในช่วงสีแดงได้เป็นอย่างดี

ฝุ่นละออง (Aerosols):

ฝุ่นละอองในชั้นบรรยากาศสามารถมาจากหลายแหล่ง เช่น ฝุ่นธรรมชาติจากดินและทราย ควันจากไฟป่า หรือมลพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง เมื่อแสงอาทิตย์เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศ ฝุ่นละอองเหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนกระจกที่สะท้อนและกระเจิงแสง โดยเฉพาะแสงในช่วงความยาวคลื่นยาว เช่น สีส้มและสีแดง จะกระเจิงได้น้อยกว่าสีฟ้า ทำให้แสงสีส้มและแดงยังคงมองเห็นได้เด่นชัดในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก

ไอน้ำในอากาศ:

ไอน้ำในชั้นบรรยากาศสามารถเปลี่ยนแปลงการกระเจิงของแสงได้ด้วย หากชั้นบรรยากาศมีความชื้นสูง เช่น ในวันที่มีหมอกหรือเมฆมาก ไอน้ำจะช่วยกระเจิงแสงในช่วงสีน้ำเงินและสีเขียวออกไปมากขึ้น ทำให้สีที่เห็นเด่นที่สุดคือสีส้มและสีแดง

ผลกระทบของมุมแสงอาทิตย์

เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้า แสงอาทิตย์ต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในระยะที่ไกลกว่าเมื่อดวงอาทิตย์อยู่บนฟ้าสูงถึงหลายเท่า ระยะทางที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดผลกระทบดังต่อไปนี้:

• แสงสีส้มและแดงเด่นขึ้น: ในขณะที่แสงสีฟ้าถูกกระเจิงไปในทุกทิศทาง แสงสีส้มและสีแดงซึ่งมีความยาวคลื่นยาวจะถูกส่งผ่านชั้นบรรยากาศมาถึงดวงตาเรามากกว่า ทำให้ท้องฟ้าในช่วงเวลานี้ดูมีสีสันที่อบอุ่นและน่าทึ่ง

• การกรองแสงสีฟ้า: แสงในช่วงความยาวคลื่นสั้น เช่น สีฟ้าและม่วง ถูกกระเจิงออกไปจนเกือบหมดเมื่อแสงเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในระยะไกล เราจึงมองไม่เห็นแสงสีเหล่านี้ในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก

ความสวยงามที่เปลี่ยนไปตามฤดูกาล

สภาพอากาศและฤดูกาลมีผลต่อสีสันของท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก เนื่องจากปัจจัยทางธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลา เช่น:

• ฤดูฝนหรือวันที่มีมลภาวะสูง: หากชั้นบรรยากาศมีฝุ่นละอองหรือมลภาวะมาก เช่น ในวันที่มีหมอกควัน สีของพระอาทิตย์ตกจะเป็นสีแดงเข้ม ซึ่งเกิดจากการสะท้อนแสงของอนุภาคขนาดเล็กในอากาศ

• ฤดูหนาว: ในฤดูหนาวที่อากาศเย็นและแห้ง มักมีฝุ่นละอองและไอน้ำน้อยในชั้นบรรยากาศ แสงสีแดงและสีส้มจึงดูสดใสมากขึ้น เพราะแสงเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศที่ใสกว่า

• ฤดูร้อน: ในฤดูร้อนที่อากาศชื้นและมีไอน้ำมาก ท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ตกมักมีเฉดสีส้มอมชมพูหรือม่วง ซึ่งเกิดจากการกระเจิงของแสงผ่านอนุภาคน้ำในอากาศ

ความเชื่อมโยงกับวัฒนธรรมและความรู้สึก

สีส้มและสีแดงของท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตกไม่ได้มีแค่ความงามทางธรรมชาติ แต่ยังส่งผลต่ออารมณ์และความรู้สึกของผู้คนในหลากหลายวัฒนธรรม หลายคนมองว่าเป็นช่วงเวลาแห่งความสงบหรือการเริ่มต้นใหม่ บางวัฒนธรรมยังเชื่อมโยงสีเหล่านี้กับพลังงาน ความรัก หรือความสุข

สรุป

สีสันของท้องฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นและตก เกิดจากการกระเจิงของแสงในชั้นบรรยากาศ ซึ่งแสงสีฟ้าถูกกรองออกไปจนเหลือแสงสีส้มและแดงที่เดินทางมาถึงดวงตาของเรา ปรากฏการณ์ธรรมชาตินี้ไม่เพียงให้ความงามที่น่าทึ่ง แต่ยังเป็นเครื่องเตือนใจถึงความมหัศจรรย์ของโลกที่เราอาศัยอยู่

ในครั้งหน้าที่คุณเห็นท้องฟ้าเป็นสีส้มหรือแดง ลองใช้เวลาสักครู่เพื่อชื่นชมความงามนี้ และคิดถึงกระบวนการทางธรรมชาติที่ทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น 😊