science >> Wetenschap >  >> Natuur

Zorgt smog voor prachtige zonsondergangen?

Een zonsondergang aan de heldere hemel boven de Grand Canyon ziet er prachtig uit zonder smog. Zie meer foto's van zonnevlekken. Don Smith/De beeldbank/Getty Images

Er zijn niet veel positieve punten te vinden in luchtvervuiling. Het is ongezond, lelijk en schadelijk voor de planeet waar we veel meer tijd aan hopen te besteden. Maar zou het kunnen dat hier echt een voordeel is? Misschien is het fenomeen van luchtblokkering bekend als smog zonsondergangen eigenlijk verbeteren?

Galerij met afbeeldingen van zonnevlekken

De meeste mensen denken dat het antwoord ja is -- dat smogige steden als Los Angeles en Peking, met meestal een wazige lucht, krijg in ieder geval extra-briljante zonsondergangen om bij te hoesten als gevolg van die wazigheid. Zoals het blijkt, die mensen hebben meestal ongelijk. Het begint allemaal met de wetenschap van zonsondergang -- hoe die kleuren door de lucht spatten als de zon ondergaat.

Als de zon hoog aan de hemel staat, zijn licht reist relatief korte weg door de atmosfeer om je oog te bereiken, het uitkijkpunt van het licht. In dat zonlicht zijn alle golflengten van zichtbaar licht , en elke golflengte wordt gezien als een andere kleur. De moleculen in de atmosfeer van de aarde, voornamelijk stikstof- en zuurstofmoleculen, verstrooien sommige van die golflengten, maar anderen niet. Omdat die moleculen klein zijn vergeleken met de golflengten van zichtbaar licht, ze verstrooien uiteindelijk alleen de kortere golflengten, die lichtstralen in alle richtingen sturen, uit het directe pad van het licht op weg naar uw oog. Deze selectieve verstrooiing van golflengten, of kleuren, wordt genoemd Rayleigh-verstrooiing . De lucht is overdag blauw omdat de golflengten voor violet en blauw de kortste in het spectrum zijn. Ze zijn meer dan alle andere kleuren in het licht verstrooid, en terwijl deze golflengten zich door de lucht verspreiden, die lucht wordt blauw. (Het zou eigenlijk violet zijn, behalve dat het menselijk oog gevoeliger is voor blauw [bron:NOAA].)

Terwijl de zon langs de hemel beweegt, dit verandert.

De aarde is een bol, dus de afstand tussen de zon en de grond verandert als de zon langs de hemel beweegt. Op het middaguur, die afstand is het kortst; tijdens zonsondergang, als de zon aan de horizon staat, die afstand is het langst. Als de afstand langer is, er is meer atmosfeer waar het licht doorheen kan reizen voordat je het waarneemt. Rayleigh-verstrooiing is nog steeds van kracht, maar het geeft een heel ander resultaat.

Zonsondergang en smog

De skyline van het centrum van Los Angeles wordt verlicht door het troebele bruin en rood van een smogige zonsondergang. David McNew/Getty Images

Onthoud hoe de moleculen in de atmosfeer blauw en violet meer verstrooien dan de langere golflengten van geel, oranje en rood? Deze zelfde Rayleigh-verstrooiing verandert de lucht van blauw in combinaties van rood, oranje en geel naarmate de afstand tussen de zon en je oog groter wordt, omdat het licht door meer van de atmosfeer moet reizen.

Terwijl licht door de atmosfeer reist, die moleculen onderweg raken, steeds meer van de kortere golflengten worden verstrooid. Tegen de tijd dat het licht je oog bereikt, al het blauw en violet is verstrooid, waardoor alleen de langere golflengten in de lucht voor u zichtbaar zijn. Daarom kleurt een ondergaande zon de lucht rood, Oranje, geel en alle tinten daar tussenin. Al dat verspreide blauw en violet is bezig met het creëren van een blauwe daghemel ergens anders in een andere tijdzone.

Dit gebeurt allemaal in een heldere hemel, met voornamelijk stikstof en zuurstof die de verstrooiing doen. Als je andere moleculen aan de mix toevoegt -- moleculen in smog, bijvoorbeeld -- het beeld begint te veranderen.

Smog, technisch sprekend, is niet de demon die het is gemaakt te zijn. Smog is gewoon een combinatie van de woorden "rook" en "mist, " en het komt uit veel verschillende bronnen, sommige volkomen natuurlijk. Het bestaat voornamelijk uit spuitbussen , vaste of vloeibare deeltjes die in de lucht zweven. Vulkaanuitbarstingen produceren zware smog wanneer ze tonnen vulkanische as de lucht in sturen. Bosbranden doen hetzelfde als al die brandende materie omhoog waait, de lucht bijna ondoorzichtig maken.

Deze natuurlijke oorzaken van smog zijn verwaarloosbaar in grote steden, Hoewel. Fabrieks- en kolenstroomuitlaat, auto-uitlaat en lekkend gas, evenals de bijproducten van brandende kunststoffen en spuitbussen in spuitbussen sturen veel meer deeltjes de atmosfeer in dan welke natuurlijke gebeurtenis dan ook. Deze smog is een mengsel van chloorfluorkoolwaterstoffen (broeikasgassen), koolwaterstoffen, zwavelzuur en tal van andere onaangename verontreinigende stoffen [bron:gezondheid en energie]. In grote steden, smog is dit door mensen gemaakte mengsel van chemicaliën.

Hier komt de verwarring om de hoek kijken. Terwijl vulkanische smog en bosbrandsmog zijn samengesteld uit vrij uniforme aerosolen, door de mens veroorzaakte smog is samengesteld uit talloze verschillende moleculen en verschillende soorten materie, en al deze aerosoldeeltjes variëren in grootte. Grootte is de beslissende factor of spuitbussen de kleuren van een zonsondergang versterken of belemmeren.

Wanneer zoiets als een vulkaanuitbarsting deeltjes de lucht in stuurt, het produceert smog die alleen een bepaalde golflengte van licht blokkeert. Als zonlicht door deze atmosfeer beweegt, het ontmoet stikstof en zuurstof, die het blauwe uiteinde van het spectrum verstrooien, en vulkanische as, die groter is en een groot deel van de langere gele golflengten verstrooit, te. Wat resulteert is een ongelooflijk rode zonsondergang totdat de as is verdwenen.

Maar smog uit een schoorsteen of auto bestaat uit deeltjes van zoveel verschillende groottes, de verstrooiing is bijna willekeurig. Rayleigh-verstrooiing is niet langer van kracht, omdat in plaats van dat de atmosfeer slechts een bepaalde golflengte verstrooit als zonlicht er doorheen gaat, het verstrooit alles. De aërosolen in smog zijn gevarieerd, en relatief groot, tot het punt dat ze elke golflengte van licht kunnen verstrooien. Het resultaat is een zonsondergang zonder kleuren. De lucht is gewoon een wazige, grijsachtig wit, met al het geel, oranje en rood waren uitgestrooid voordat ze het oog konden bereiken.

Kansen zijn, als je een bijzonder kleurrijke zonsondergang ziet in L.A., het is omdat de smog die dag laag is, niet omdat het zwaar is.

Voor meer informatie over smog, zonsondergangen en aanverwante onderwerpen, inclusief andere atmosferische factoren die de luchtkleur beïnvloeden, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Ozon Vervuiling Quiz
  • Hoe licht werkt
  • Hoe visie werkt
  • Hoe kleurenblindheid werkt
  • Hoe de zon werkt
  • Hoe ozonvervuiling werkt

Meer geweldige links

  • Georgia State University HyperPhysics:Rode zonsondergang
  • NOAA:de kleuren van schemering en zonsondergang

bronnen

  • Oorzaken en gevolgen van luchtvervuiling. Gezondheid en energie. http://healthandenergy.com/air_pollution_causes.htm
  • De kleuren van schemering en zonsondergang. NOAA. http://www.spc.noaa.gov/publications/corfidi/sunset/
  • Feit of fictie?:Smog zorgt voor prachtige zonsondergangen. Wetenschappelijke Amerikaan. http://www.sciam.com/article.cfm?id=fact-or-fiction-smog-creates-beautiful-sunsets
  • Rode zonsondergang. Hyperfysica:Georgia State University. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/redsun.html
  • Hemel kleur. Afdeling Aard- en Atmosferische Wetenschappen. Stadscollege van New York. http://www.sci.ccny.cuny.edu/~stan/skycolor.ppt
  • Waarom is de lucht blauw? Waarom zijn zonsondergangen rood? Optische Vereniging van Amerika. http://www.opticsforkids.org/tutorials/whyskyblue.html