Taeva värvus

Foto: Urmas Luik

Kuna valgust ja selget ilma on veel vähe, siis on tore meenutada neid päevi, kui on olnud selge ilm. Päevasel ajal on selge taevas tavalise sinise värvusega. On huvitav mõelda, miks see on nii ja mis värvi võib veel taevas olla ja mis põhjustab neid teisi värvusi.

Taevasina põhjuseks on valguse hajumine õhumolekulide kaootilisest liikumisest tingitud hõrenduste ja tihenduste ehk fluktuatsioonide (kõikumiste) tõttu. Sellisel juhul hajuvad eelistatult lühemad lainepikkused. Seda nähtust tuntakse Rayleigh’ ehk molekulaarse hajumisena. Kui valguse teekond atmosfääris on väga pikk, näiteks päikeseloojangu ajal, siis on sinine ja violetne valgus nii palju jõudnud hajuda, et näeme õhtutaevast roosaka või punakana. Lühemad lainepikkused lisaks hajumisele ka neelduvad paremini. Seetõttu, mida kõrgemale atmosfääris liikuda, seda enam on alles lühilainelisemat nähtavat komponenti ja seda violetsem on taevas. Teine taevasina põhjus on veel: päikese kiirgusmaksimum on rohekassinises, selle lainepikkusega energiat on spektris enam kui violetset.

Kui hajutavad osakesed on enam-vähem võrdsed (või ka suuremad) hajuva valguse lainepikkusega, siis hajuvad kõik lainepikkused võrdsel määral. Seda nähtust tuntakse Mie ehk sfäärilise hajumisena. Atmosfääris on selleks mitmesugused heljuvas olekus tolmuosakesed ja veepiisakesed, mistõttu näeme näiteks rünkpilvi tavaliselt valgetena või udu piimjalt valkja ja helehallina. Ka väiksematelt laiustelt tulnud sumestatud (tolmuses, niiskes) õhumassis on sfääriline hajumine tugevam, mistõttu taevas näib valkjam.

Kes aga tahab veelgi sügavamale minna ja protsesse mõista aatomites või molekulides toimuvate protsesside tasemel, sellele on seletus järgmine. Taevasina põhjuseks võiks esimese hoobiga pidada valguse hajumist. Kui aga uurida lähemalt, siis selgub, et valgus võib läbida keskkonda kahel moel: kas puhtalt elektromagnetlainetusena või siis avaldavad valgus ja aineosakesed üksteisele vastastikust mõju ja sel juhul neelduvad valguskvandid molekulidelt, mis kiirgavad seejärel samu valguskvante, mis neeldusid molekulidel. Just selles taevasina põhjus seisnebki. Sealjuures neelduvad rohkem lühema lainepikkusega kvandid (sinised ja violetsed), mille molekul uuesti välja kiirgab (sama kvandi, mis neeldus). Seega kiiratakse uuesti välja rohkem sinist ja ultravioletset valgust. See on molekulaarne hajumine.

Tänapäeval öeldakse mõnikord kokkuvõtlikult, et valgus (eelkõige lühemad lainepikkused) hajub õhu tiheduse pisimuutlikkuse (fluktuatsioonide) tõttu.

Alates 10. jaanuarist jäi õhutemperatuur peaaegu kõikjal alla 0 °C – seega jäi talv üllatavalt kaua püsima, kuid enam mitte: 24. jaanuaril jõudis Norra merele mitmekeskmeline sügav tsüklon (õhurõhk keskmes alla 970 hPa), mis liikus edasi Skandinaavia kohale. See avas tee läänevoolule ja nii on 25. jaanuaril vihmane ja erakordselt soe ilm, sest õhutemperatuur tõuseb 2...7 kraadini.

Kuigi nõrgenevas ja hääbuvas madalrõhusüsteemis õhumass jahtub ja vihma sekka tuleb ka märgi helbeid, ei näi enam möödunud kahe nädalaga sarnanevat talveilma tulevat. Tõenäoliselt jätkub selline ilmastik, nagu oli detsembris või jaanuari alguses: sademeid võib palju tulla, kuid õhk on soe (enamasti 0...5 kraadi), nii et püsivat lumikatet ilmselt ei ole või siis on selleks lootust peamiselt kõrgustikel.