为什么地球的影子是蓝色的吗?

Question

在每一个日落,太阳一走了,我总是喜欢看到金星带在另一边,紧随其后的是地球的阴影。

这是我所拍的照片(你会发现更好的网络)。粉紫色带上面的皮带是金星,和蓝色的乐队在底部是地球的影子。

这图天空和望远镜解释:

考虑这些美女的时候,我已经很难理解为什么我们看到的颜色。我的眼睛,看起来金星带紫色,这对我来说没有意义,因为紫色光的波长非常短的应该是分散之前到达。那么有意义,当我意识到,如果你把蓝色和红光紫色。所以颜色是蓝色和红色的光背散射的高层大气,仍被太阳照亮。

然而,我仍然无法弄清楚为什么地球的阴影看起来蓝色,我没能找到答案(一些关于地球的影子链接但是没有颜色的解释:1,2,3)。

我们知道天空是蓝色和红色夕阳由于优惠散射的蓝光的空气。但是:地球的阴影的空气如何散射蓝光如果不得到任何直接照明,以及任何间接照明恢复应该有非常贫蓝(即主要是红灯)?

我认为金星带散射红色而不是蓝色的休息氛围,正是因为后面没有更多的蓝光,红光变得明显的弱散射(请让我知道如果我错了)。

或者是空气发射蓝光的荧光/发光吗?

PS:因为这是一个纯粹的大气现象我虽然会更适合在这里比在天文学。

Answer 1

我的眼睛,看起来金星带紫色,这对我来说没有意义,因为紫色光的波长非常短的应该是分散之前到达。那么有意义,当我意识到,如果你把蓝色和红光紫色。

你有这部分正确。紫色不是紫色。紫罗兰是一种光谱的颜色在高频端可见部分的光谱,而紫色是谱外的颜色紫色的线从近紫外到近红外。我们看到颜色轮而不是一条直线。一个可能的解释是,长波长(“红”)锥有一个紫色的二次反应。光谱紫光激发波长短、长波长锥,但如此一个谱外的红色和蓝色的光。

这就是你看到的金星带——柔和的红色和蓝色,或紫色(或者红色,或玫瑰色粉红色)。

所以颜色是蓝色和红色的光背散射的高层大气,仍被太阳照亮。然而,我仍然无法弄清楚为什么地球的阴影看起来是蓝色的。

背散射红灯不来自于高层大气。它来自对流层。高层大气(平流层以上)包含很少的微粒。高层大气中是唯一的一部分仍然是阳光的氛围在日落之后东边的天空。阳光触及上层大气瑞利散射,所以你看到非常微弱的蓝色散射光。你看不到的背散射红光particulate-containing在东边的低层大气,因为大气的一部分是完全在地球的影子东边的天空。

Answer 2

地球的阴影的空气如何散射蓝光如果不得到任何直接照明,以及任何间接照明恢复应该有非常贫蓝(即主要是红灯)?

你是完全正确的。如果你只模拟光散射,你会得到这样的结果:一个浅黄色的天空,有点红带的金星,地球和一个灰色的影子:

但是我们的平流层包含少量的臭氧,在橙色区域的光谱吸收被称为Chappuis乐队:

在白天太阳光线传播气氛在一个小角度,跨越一个低数量的臭氧,所以天空的颜色没有影响(参见问题在Chemistry.SE:臭氧气体有什么确切的颜色吗?)。但黄昏阳光穿过一大层大气水平,因此Chappuis吸收非常突出。

上面的仿真一样,但臭氧包括(稍高的曝光),会是这个样子:

为什么影子蓝色(橙色)比其他地方的天空?因为影子,没有从单一散射光:来自太阳的射线必须至少两次散落到地上的观察者。这使得瑞利散射乘数美元\ propto \λ^ {4}$申请两次,从而增加的蓝色分量inscattered光相对红组件。大气OTOH,另部分不是影子,意味着他们有贡献的光散射一次,只有一次幂的乘数。