Закат как атмосферное явление¶

Закат — это периодическое исчезновение солнечного диска за линией горизонта, обусловленное суточным вращением Земли вокруг своей оси. В более широком смысле термином обозначают весь период времени, в течение которого Солнце находится вблизи горизонта и наблюдается характерное изменение освещённости и окраски неба, предшествующее наступлению ночи. Закат является противоположностью восхода — момента появления светила из-за горизонта. Продолжительность заката зависит от географической широты, времени года и атмосферных условий и в средних широтах составляет от 2 до 5 минут для момента касания диском горизонта до полного его исчезновения, хотя видимые изменения окраски неба длятся значительно дольше.

¶Физика явления

Причиной заката служит вращение Земли: наблюдатель, находящийся на освещённой стороне планеты, постепенно уходит в область тени. В момент заката солнечные лучи проходят через значительно более толстый слой атмосферы, чем в полдень, — путь луча увеличивается в десятки раз. Это приводит к явлению рассеяния света, которое описывается законом Рэлея.

Коротковолновая часть спектра (синий и фиолетовый свет) рассеивается атмосферой наиболее интенсивно. К моменту заката синие лучи рассеиваются практически полностью и до наблюдателя не доходят, в то время как длинноволновые (красные и оранжевые) лучи рассеиваются слабее и сохраняют прямолинейное направление. Именно поэтому солнечный диск и окружающее его небо вблизи горизонта приобретают красные, оранжевые и розовые оттенки. Чем чище и суше атмосфера, тем более насыщенным и ярким выглядит закат.

Дополнительное влияние оказывает атмосферная рефракция — преломление световых лучей в воздушной среде. Из-за неё Солнце в момент заката визуально приподнято над геометрическим горизонтом примерно на 0,6 градуса, что приводит к кажущемуся сплющиванию солнечного диска по вертикали. Рефракция также позволяет наблюдателю видеть Солнце в течение нескольких минут после его формального захода с астрономической точки зрения.

¶Цветовая гамма заката

Разнообразие цветов закатного неба определяется составом атмосферы. Основные факторы, влияющие на окраску:

• Аэрозоли и пыль — частицы крупнее молекул воздуха вызывают рассеяние Ми, которое менее избирательно по длине волны и способствует появлению белесых и сероватых оттенков.
• Водяной пар — повышенная влажность усиливает рассеяние и смягчает тона, придавая небу пастельные розовые и лиловые оттенки.
• Вулканический пепел — после крупных извержений в стратосферу попадают мельчайшие частицы, которые на протяжении месяцев и даже лет окрашивают закаты в яркие пурпурные и малиновые тона по всему земному шару.
• Дым от лесных пожаров — придаёт закатам глубокий оранжевый и даже красновато-коричневый оттенок, иногда делая солнечный диск тусклым и багровым.

Классическая последовательность смены цветов при ясной погоде такова: по мере приближения Солнца к горизонту белый диск желтеет, затем приобретает оранжевый оттенок и, наконец, становится красным. Небо вокруг светила окрашивается в жёлто-оранжевые тона, переходящие выше в розовые и пурпурные. После захода Солнца наступает период сумерек, когда цвет неба постепенно переходит в тёмно-синий.

¶Сумеречные фазы

После геометрического захода Солнца выделяют три последовательных периода сумерек:

1. Гражданские сумерки — Солнце находится до 6 градусов ниже горизонта. Освещённость достаточна для чтения и большинства видов деятельности на открытом воздухе. В это время на небе видны наиболее яркие звёзды и планеты.
2. Навигационные сумерки — Солнце опускается от 6 до 12 градусов ниже горизонта. Горизонт ещё различим, что позволяет определять координаты по звёздам с помощью секстана.
3. Астрономические сумерки — Солнце находится от 12 до 18 градусов ниже горизонта. Остаточное рассеяние света в верхних слоях атмосферы ещё мешает наблюдению слабых астрономических объектов, но после 18 градусов наступает полная астрономическая ночь.

В полярных регионах в период полярного дня закат и восход не наступают вовсе, а в высоких широтах летом сумерки могут длиться всю ночь, не переходя в полную темноту.

¶Культурное и историческое значение

Закат с древних времён играл важную роль в культуре и мифологии различных народов. Во многих религиях закат символизировал завершение жизненного цикла, смерть или переход в иной мир. В древнеегипетской мифологии бог солнца Ра на закате спускался в подземное царство Дуат, где сражался с силами хаоса. В славянской традиции закат считался границей между «своим» и «чужим» миром, временем активизации нечистой силы.

В искусстве закат является одним из наиболее популярных сюжетов живописи. Особую известность получили работы художников-романтиков XIX века — Уильяма Тёрнера, Каспара Давида Фридриха, Ивана Айвазовского, которые изображали закаты с исключительной выразительностью. В русской живописи закатные пейзажи писали Архип Куинджи и Исаак Левитан.

В японской культуре существует понятие «юуякэ» — вечерняя заря, которая считается одним из красивейших природных явлений. В современной массовой культуре закат часто используется как символ романтических отношений, завершения этапа жизни или ностальгии.

¶Практическое значение

Закат имеет практическое значение в ряде областей. В исламе время заката (магриб) является одним из пяти обязательных ежедневных намазов. В иудаизме с закатом связано начало нового дня — именно с вечера отсчитываются сутки в еврейском календаре. В фотографии закат считается одним из наиболее благоприятных периодов для съёмки пейзажей благодаря мягкому тёплому свету и длинным теням, этот период называют «золотым часом».

В астрономии точное фиксирование момента заката используется для калибровки навигационных приборов и определения координат. В метеорологии особенности окраски заката традиционно использовались для прогнозирования погоды: красный закат при чистом небе часто предвещает ясную погоду на следующий день, в то время как бледный или сероватый закат может указывать на приближение атмосферного фронта.

¶Закат в астрономическом контексте

С астрономической точки зрения закат на других планетах имеет существенные отличия. На Марсе, где атмосфера разрежена и содержит большое количество пыли, закаты окрашены в голубовато-серые тона из-за особенностей рассеяния света на пылевых частицах. На Луне, лишённой атмосферы, закат происходит мгновенно — граница света и тени проходит без переходных сумеречных явлений. На планетах-гигантах, таких как Юпитер и Сатурн, из-за высокой скорости вращения продолжительность заката крайне мала, а плотная атмосфера создаёт сложные оптические эффекты.