Cień Ziemi i Pas Wenus
W astronomii często skupiamy swoją uwagę na obiektach wprost kosmicznie od nas odległych, podczas gdy niezwykłe zjawiska mogą zachodzić tuż nad naszymi głowami. Jednym z takich spektakli jest cień Ziemi widoczny w jej atmosferze o wschodzie lub zachodzie Słonce.
Wyobraźmy sobie Ziemię jako ogromną kulę oświetloną przez stosunkowo odległe (w porównaniu z jej rozmiarami) Słońce. Podobnie jak każdy obiekt, rzuca ona cień. W przypadku naszej planety, ten cień rozciąga się daleko w przestrzeni kosmicznej i jeśli na jego drodze znajdzie się np. nasz Księżyc, to obserwujemy jego zaćmienie. Rzadko się jednak myśli o tym, że cień naszej planety rozciąga się też w jej atmosferze.
Kiedy i gdzie najlepiej obserwować?
Najlepsze warunki do obserwacji cienia Ziemi występują:
- tuż po zachodzie Słońca (po wschodniej stronie nieba) i tuż przed wschodem (po zachodniej stronie). W tych momentach światło słoneczne pada na atmosferę pod odpowiednim kątem, co sprawia, że cień jest bardziej wyraźny.
- w miejscach z niezasłoniętym horyzontem; na nizinnym, płaskim terenie, na powierzchni morza lub dużego jeziora.
- na wzniesieniach.
Obserwacje
jesień 2023, o zachodzie słońca - Jaworzno
warunki śródmiejsce, niebo prawie bezchmurne
Cień Ziemi objawia się jako ciemne pasmo na niebie, rozciągające się wzdłuż horyzontu. Jego kolor może się zmieniać w zależności od warunków atmosferycznych i pory roku. Najczęściej ma odcień niebieskawy lub fioletowy, co jest efektem rozpraszania światła przez gazy i pyły atmosferyczne.
Jak wspomniano powyżej, szczególnie dogodne do obserwacji cienia Ziemi są wzniesienia, z których możemy obserwować cały widnokrąg - im wyższe tym lepsze. Ja w swoich obserwacjach zastosowałem inne podejście: wykorzystałem wyposażony w kamerę bezzałogowy statek powietrzny (potocznie nazywany dronem), który oddał mi swoje usługi już w wielu obserwacjach przyrodnicznych. Wspomnę jednak, że przy używaniu takich urządzeń trzeba pamiętać o obowiązujących przepisach prawa.
Kilka minut zachodzie Słońca umieściłem drona nieruchomo na wysokości około 100m nad moją głową, a następnie wprawiłem go w ruch obrotowy dookoła osi pionowej, co umożliwiło wykonanie fotografii wzdłuż całego horyzontu. Składając je uzyskałem następnie panoramę obejmującą 360 stopni, która jednak musi być przecięta w jakimś punkcie w celu przedstawienia na płaszczyźnie. W przypadku Fot. 1 panorama została przecięta w ten sposób, jakbyśmy patrzyli na zachód, a zaznaczona strzałka wskazuje miejsce zajścia Słońca za horyzont. Słońce w dalszym ciągu znajduje się wtedy płytko pod horyzontem i dzięki temu możemy podziwiać piękną zorzę wieczorną.
Chociaż nasza uwaga w momencie schodzenia Słońca pod horyzont zwykle skupia się własnie po zachodniej stronie nieba, to warto zwrócić uwagę w przeciwnym kierunku. Rozpościera się wtedy przed nami obraz jak na Fot. 2, gdzie strzałka tym razem wskazuje punkt położony na wschodzie, a więc po przeciwnej do zorzy wieczornej stronie horyzontu.
Cień Ziemi jest widoczny tuż nad horyzontem jako ciemnoniebieski pas, rozciągający się na ponad połowę widnokręgu. Podczas zachodu Słońca cień Ziemi się podnosi wschodzi wraz z obniżaniem się Słońca (przy wschodzie Słońca sekwencja zdarzeń jest odwrotna).
Z cieniem Ziemi związane jest zjawisko nazywane Pasem Wenus. Daje się on zaobserwować jako różowo-pomarańczowe (rzadziej fioletowe) pasmo tuż ponad ciemnoniebieskim pasem cienia Ziemi, co jest widoczne na Fot. 2, a jeszcze lepiej na Fot. 3, która obejmuje niewielki fragment horyzontu w rejonie bliskim przeciwległego do zachodzącego Słońca.
Jak widać, nie można wskazać ostrej granicy między cieniem Ziemi i Pasem Wenus - występuje ciągłe przejście z jednego koloru w drugi. Pas powstaje w wyższej atmosferze oświetlonej przez światło wschodzącego lub zachodzącego Słońca, które jest czerwonawe z powodu silnego rozpraszania w atmosferze. Im niżej Słońce schodzi pod horyzont podczas zachodu, tym mniej wyraźniej odróżniają się od siebie te dwa barwne pasma. W końcu cień Ziemi i Pas Wenus zlewają się w ciemność nocnego nieba.
Zwróćmy uwagę jak mało znane w powszechnej świadomości są opisane powyżej zjawiska. A przecież są one jednymi z najczęściej występujących - w sprzyjających okolicznościach możemy je obserwować dwa razy każdej doby. Fenomeny te są nie tylko po prostu piękne, ale ich kontemplacja może nam ułatwić uzmysłowienie sobie, że żyjemy na naszym kawałku kosmicznej skały przemierzającej Wszechświat. Dodatkowo, obserwacja cienia Ziemi i Pasa Wenus to doskonała okazja do zgłębiania wiedzy o zjawiskach atmosferycznych i optycznych.
Parametry fotografii 1, 2, 3:
- dron DJI mini 2
- panorama (Fot. 1, Fot. 2) składana z pojedynczych zdjęć (Fot. 3)
Literatura dodatkowa:
- Lynch D. K., Livingston W. Ch., Color and light in nature, Cambridge University Press, str. 38-39
- Potępa P., Cień Ziemi – jak obserwować i fotografować to zjawisko, dostępne online: http://nightscapes.pl/blog/cien-ziemi-obserwujemy-i-fotografujemy/ [dostęp: 08.08.2024]
Marek Ples