Proč jsou mraky bílé?

Barva a jas mraků závisí na odrazu, rozptylu a přenosu slunečního světla. Když sluneční světlo dosáhne atmosférických částic, modré světlo je rozptýleno více než jiné barvy, a proto se obloha během dne jeví modrá. Když však sluneční světlo dosáhne oblaku, všechny barvy světla se rozptýlily stejně. Stejný rozptyl světla je způsoben velkými kapičkami vody obsaženými v oblaku. V důsledku toho, když jsou mraky pozorovány ze Země, jsou na pozadí modré oblohy bílé barvy. Proto jsou mraky bílé, protože světlo ze Slunce je bílé.

Věda za rozptylem slunečního světla

Sluneční světlo obsahuje celé spektrum barev, které mohou tvořit duhu. Každá barva má však jinou vlnovou délku, která se měří v nanometrech. Modrá má vlnovou délku 400 nanometrů, což je nejkratší, zatímco červená má nejdelší vlnovou délku na 700 nanometrů. Malé částice mohou rozptylovat krátké vlnové délky účinněji než dlouhé, zatímco větší částice, jako jsou vodní kapky, rozptylují téměř všechny vlnové délky světla. Vzhledem k tomu, že v atmosféře jsou miliony vodních kapiček, sluneční světlo je rozptýleno do různých barev, které tvoří bílou barvu, která dává mraky bílou barvu.

Rozptyl slunečního světla vodními kapičkami, které tvoří mraky, se projevuje procesem známým jako rozptyl Mie, který je v podstatě refrakcí. Když sluneční světlo zasáhne vodní kapku, je přesměrováno nebo rozptýleno lomem směrem dopředu. Podobné přesměrování nastává v milionech kapiček vody na obloze. Protože Mie rozptyl je nezávislý na vlnové délce, náhodný rozptyl slunečního světla nastane. Jako výsledek, to je stejný rozptyl všech barev, které dělá mraky bílé barvy.

Proč jsou některé mraky šedé?

Bílé mraky jsou tvořeny jako výsledek stejného rozptylu slunečního světla ve všech směrech. Když však rozptyl světla nedosáhne všech částí oblaku, zejména základny a stran, oblak se jeví šedě. Barva šedá je často viditelná ve velkých dešťových mrakech, které mají větší kapky vody než typické mraky. Vrchol dešťového mraku je stále bílý, protože od Slunce přijímá odpovídající bílé světlo. To je patrné při pozorování dešťových mraků z okna letadla, protože se jeví jasně bílé barvy. Šedé mraky jsou tedy známkou nedostatečného slunečního světla, které se dotýká dna a stran oblaku.