هنا

[ثامر الحيدري]

لماذا لون السحاب أبيض ؟



لماذا لون السحاب أبيض ؟
لماذا تبدو رمادية في اليوم الماطر ؟
ما هو اللون الطبيعي للسحاب ؟

هل السحاب هو بخار الماء ؟؟
لا بالطبع، بخار الماء هو الحالة الغازية للماء، أما السحاب فهو كتلة مكونة من مزيج من قطرات الماء الصغيرة جدا (حالة سائلة) وبلورات دقيقة من الجليد (حالة صلبة)، تبعا لدرجة حرارة الهواء الذي تسبح فيه كتلة السحاب.

ظاهرة انتشار الضوء
«ينتشر الضوء انتشارا مستقيما في الأوساط الشفافة المتجانسة»، الكل يعرف هذا المبدأ الفيزيائي الشهير، والمسمى بالانتشار المستقيم للضوء ... السؤال المحير هل يحدث هذا الانتشار بدون أن يرافقه أي تأثير متبادل بين الضوء والمكونات المجهرية (الذرات والجزيئات والدقائق ..) للوسط المادي الذي ينتشر فيه الضوء ؟
في الحقيقة عندما تخترق حزمة ضوئية وسطا ماديا شفافا، تحدث على المستوى المجهري مجموعة من التأثيرات المتبادلة بين المادة والضوء، ينتج عن ذلك مجموعة من الظواهر الضوئية التي يمكن ملاحظتها بالعين ..

التأثير المتبادل بين الضوء والمادة
عندما نضيء جزيئة أو ذرة بحزمة ضوئية بيضاء تمتص الذرات جزء من الطاقة التي تحملها الحزمة الضوئية، ثم ما تلبث أن تعيد نشر الضوء الذي امتصته، الطاقة المعاد إشعاعها آتية من الضوء الوارد .. في مرحلة أولى تتحول طاقة الأشعة الواردة إلى طاقة ميكانيكية اهتزازية لمكونات المادة (ذرات، جزيئات ..) ثم في مرحلة ثانية يعاد إشعاعها من طرف الذرات والجزيئات، حيث أن إعادة الاشعاع تكون أكثر شدة في الترددات العالية فيغلب اللون الأزرق على الضوء المنبعث بهذه الطريقة، اللون الأزرق هو الغالب لأن الاستطاعة المنبعثة في اللون الأزرق هي 16 مرة أكبر من تلك المنبعثة في اللون الأحمر ..

انتشار الضوء في الغلاف الجوي
عندما ننظر إلى السماء وليس إلى قرص الشمس، يبدو لونها أزرقا، ومن منا لم يشاهد صورة كوكب الأرض من الفضاء، إنه يبدو أزرق اللون .. باستثناء كتل السحاب، هذه الزرقة سببها التأثير المتبادل بين مكونات الغلاف الجوي وضوء الشمس .. نتحدث هنا عن ظاهرة «انتشار الضوء في الهواء».

شمس «حارَّة» وشمس «باردة»
هل لدينا شمس حارة عند الظهيرة وشمس أخرى باردة عند الغروب ؟
هل تكون الشمس أشد اشتعالا في الظهيرة منها عند الشروق أو الغروب ؟
صحيح أننا إذا نظرنا إلى قرص الشمس عند شروقها أو عند الأصيل فإنه بدو لنا باردا واقل سطوعا مما كان عليه طوال النهار لاسيما عند الظهيرة، والسبب هو نفسه كما بيناه أعلاه .. عند الشروق أو الغروب تجتاز أشعة الشمس طبقات أسمك من الغلاف الجوي، ولما كانت الاستطاعة المنشورة في الأزرق أكبر منها في الأحمر، فإن قانون انحفاظ الطاقة، يثبت أن اللون الأزرق سيكون أكثر انطماسا وانطفاء بحيث لا يصل منه إلى عين المشاهد الموجود على سطح الأرض سوى شيء قليل، فيغلب على ضوء الشمس اللون الأحمر، كما أن ظاهرة الانتشار تؤدي إلى ضياع أو تبديد أو نشر جزء كبير من الطاقة التي تحملها أشعة الشمس، لذلك فالشمس «باردة» عند الشروق وعند الغروب.

وماذا عن لون السحاب ؟؟ ..
قطرات الماء الدقيقة وبلورات الجليد الصغيرة، تنشر أشعة الشمس بشكل كامل، في كل الاتجاهات وبجميع الألوان (وليس اللون الأزرق فقط) لذلك تظهر كتل السحاب بلون أبيض ناصع، مثلها مثل الثلج.
من حيث المبدأ، لون السحاب يجب أن يكون دوما أبيض ... بالنسبة لشخص ينظر إلى كتل السحاب من نافذة الطائرة التي تحلق فوق السحاب، فهو يرى كتل السحاب تماما مثلما ننظر إلى أكوام الثلج .. السحاب أبيض مهما كانت كثافته .. ومهما تعددت طبقاته.
على سطح الأرض الأمر مختلف قليلا .. ففي يوم جميل .. نرى السحب البيضاء كتلا متناثرة في سماء زرقاء .. في الأيام الماطرة، حيث تغطي السحب المتراكمة على شكل طبقات مساحات شاسعة من السماء .. وتحجب كل السماء بما فيها الأفق .. يصبح لون السحاب رماديا. أشعة الشمس تخترق كتل السحب عندما لا تكون شديدة الكثافة .. في حال ازدادت كثافتها (قطرات كبيرة أو بلورات جليد كبيرة) يتناقص بياضها بميل إلى اللون الرمادي،ما نراه نحن هو الضوء الذي تنشره السحب السفلية وليس ضوء الشمس المباشر انما الضوء الذي وصل إليها من الطبقات العلوية .. لذلك يبدو السحاب داكنا .. لون السحاب يتعلق بحجم قطرات الماء وحجم بلورات الجليد التي يتكون منها ..



السحب الماطرة: تمتد على مساحات كبيرة في السماء، تحجب اشعة الشمس وتكون على عدة طبقات في الجو ..