დღისით, განსაკუთრებით კი ალიონზე და შებინდებისას ცის შეფერილობა ყოველთვის ყურადღებას იქცევს. მრავალი მეცნიერის მცდელობის მიუხედავად, ცის მრავაფეროვნების მიზეზი ასეული წლების მანძილზე საიდუმლოებით იყო მოცული. რატომაა, რომ მოწმენდილი ცა დღისით ძირითადად ცისფერია, მაგრამ ჰორიზონტთან მკრთალდება? რატომ წითლდება მზე ალიონზე და მზის ჩასვლისას? რატომ იღებს ცა ამ დროს განსხვავებულ ფერებს? რატომ წარმოიქმნება მორკალული ჩრდილო ვარდისფერი არშიით ცის აღმოსავლეთ ნაწილში მზის ჩასვლის შემდეგ? რა იწვევს ულამაზეს ჩრდილოეთის ციალს? ცისთვის დამახასიათებელი ფერის ასახსნელად მრავალი ჰიპოთეზა არსებობდა: ზოგი ითვალისწინებდა სინათლის გაბნევის თვისებებს ჰაერში არსებულ მტვერსა და თხევად აეროზოლზე, ზოგი ვარაუდობდა,რომ ცის ცისფერ შეფერილობას განაპირობებს მზის სინათლის კომპონენტების შთანთქმა წყლის ორთქლისა და ოზონის მიერ. თუმცა ამ ჰიპოთეზებმა ვერ გაამართლეს. 1869 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ტინდელმა აღმოაჩინა, რომ ხელოვნური ნისლი მუქ ცისფერ შეფერილობას მიიღებს, თუ მას დიდი სხივით გავანათებთ და გვერდიდან შევხედავთ თეთრი სხივის მიმართ გარკვეული კუთხით, მას შემდეგ მრავალი მეცნიერი ფიქრობდა, რომ ცის შეფერილობა ნაწილაკებზე სინათლის გაბნევით აიხსნება. მიაჩნდათ, რომ სუფთა ჰაერი ვერ გააბნევს სინათლეს და ვერ წარმოქმნის ფერთა სპექტრს. 1899 წელს რეილიმ გამოთქვა მოსაზრება: მზის სინათლის გაბნევას და ცის შეფერილობას ატმოსფერული აირის მოლეკულები იწვევს- ჰაერში მტვრისა და აეროზოლური ნაწილაკების არარსებობის შემთხვევაშიც კი ცა ცისფერი იქნებოდა. რელეიმ შექმნა მოდელი, რომელმაც ახსნა, თუ როგორ გააბნევს სინათლეს მოლეკულები. ამ მოდელის არსში გასარკვევად საჭიროა ჰაერის მოლეკულის განხილვა, რომელიც თეთრი სინათლით ნათდება. თეთრი სინათლე ხილული სპექტრის სხვადასხვა ფერის სხივის ნარევია. ეს სხივები ერთმანეთისგან ტალღის სიგრძით განსხვავდებიან, თანაც ტალღის სიგრძე თანდათან იზრდება სპექტრის ლურჯი ნაწილიდან მწვანე, ყვითელ და წითელ ფერებზე გადასვლისას. არსანიშნავია, რომ წითელი სხივის ტალღის სიგრძეზე 1,7- ჯერ მეტია.
თეთრი სინათლის შემადგენელი თითოეული ფერადი სხივი ჰაერის მოლეკულაზე ყველა მიმართულებით გაიბნევა, მაგრამ გაბნეული სხივის ინტენსიურობის განაწილება ერთნაირი არ არის. სინათლის უდიდესი ნაწილი გაიბნევა როგორც სხივის გავრცელებისას, ისე საწინააღმდეგო მიმართულებით(მზისკენ).
ცა, პლანეტის ატმოსფეროს ხშირი, აიროვანი ზონა.
სინათლის გავრცელების მიმართულების პერპენდიკულარულად გაბნეული სინათლის რაოდენობა 2 ჯერ ნაკლებია. ყველა ფერის სხივისათვის გაბნევის კანონი ერთნარია, მაგრამ როგორც რელეიმ აჩვენა, გაბნეული სინათლის ინტევსიურობა ტალღის სიგრძის მეოთხე ხარისხის უკუპროპორციულია, რაც უაღრესად მნიშვნელოვანია. ამიტომ, სინათლის ლურჯი სხივები წითელ სხივებთან შედარებით 8 ჯერ უფრო ძლიერ განიბნევიან ჰაერის მოლეკულებზე. ამის შედეგია ის, რომ მზის თეთრი სხივი ატმოსფეროში გავლისას ლურჯ კომპონენტებს უფრო მეტს კარგავს, ვიდრე წითელს. სწორედ ამიტომ, ალიონზე ან მზის ჩასვლისას მზე წითლად გვეჩენება, რადგან ჰორიზონტიდან მომავალი მზის სხივები ატმოსფეროს სქელ ფენებში გაივლის, ჰაერის მოლეკულებზე გაიბნევა და ლურჯი სხივების დიდი ნაწილის დაკარგვის გამო წითელ შეფერილობას მიიღებს. თუმცა, სწორედ ლურჯი სხივების ეს დაკარგული(გაბნეული) ნაწილი განაპირობებს ცის მოლურჯო ფერს. ვთქვათ, ჩვენ ვხედავთ მზის სხივის მართობულად გაბნეულ სინათლეს. რეალურად ჩვენს თვალში ხვდება მრავალი მოლეკულისგან გაბნეული სინათლე. ყველა მოლეკულა, რომლებიც ჩვენი თვალთახედვის არეში მოექცევა, ჩვენკენ გააბნევს ძირითადად ლურჯ სინათლეს(ნაკლებად მოწითალო სხივებს). სწორედ ამიტომ “იღებება” ცა ცისფრად. ამავე დროს უნდა აღინიშნოს, რომ ცა სულაც არ არის მკრთალი ლურჯი, რადგან ფერის სხივებიც (თუნდაც უფრო მცირე ინტენსიურობისა) ხვდებიან ჩვენს თვალში (ისინიც გაბნევის შედეგად), რაც ლურჯ ფერს ცისფრად გარდაქმნის. აღსანიშნავია კიდევ ერთი გარემოება: მზის სინათლის სპექტრის ხილულ უბანში ყველაზე მოკლე იისფერი სხივის ტალღაა. ამდენად ცხადია, რომ რელეის თანახმად, ყველაზე დიდი გაბნევის ალბათობა სწორედ იისფერ სხივებს აქვთ. მაგრამ ცა ხო იისფერი არ არის? აქ გასათვალიწინებელია ორი გარემოება: ჯერ ერთი, მზის სპექტრში იისფერი სინათლე უფრო ნაკლები, ვიდრე ლურჯი სინათლე, მეორეც ადამიანის თვალი ლურჯი ფერის მიმართ უფრო მგრძნობიარეა, ვიდრე იისფერის მიმართ. ამასთან, ცისფერი რთული, შედგენილი ფერია და მასში ყველა ფერი შედის იისფერიდან წითლამდე, თუმცა მოლურჯო ფერები ცისფერში უფრო ჭარბადაა წარმოდგენილი.
ცა მუქი ლურჯი ხდება, როდესაც იგი ღრუბლებითაა დაფარული. ამ დროს ჰაერში დიდი რაოდენობით ტენი(წყლის ორთქლი, წყლის მცირე ზომის წვეთები). წყალი და წყლის ორთქლი ნაწილობრივ შთანთქავენ წითელ სხივებს, რაც შესაძლოა ცის გალურჯების ძირითადი მიზეზი იყოს. რაც შეეხება ღრუბლების თეთრ ფერს, მისი ახსნა შეიძლება სინათლის გაბნევით წყლის მოზრდილ წვეთებსა და ყინულის ნაწილაკებზე. მზის ჩასვლისას ან ალიონზე ღრუბლების მოწითალო შეფერილობა ჰორიზონტიდან მომავალი მზის მოწითალო სხივებით არის გამოწვეული. შავ, ავდრის მომასწავებელ ღრუბლებში კი გაბნევები იმდენად დიდია, რომ მზის სხივი ვერ აზერხებს მეტად მკვრივი ღრუბლების განჭოლვას. ცაზე ცისფერი შეფერილობა ჰორიზონტთან მკრთალდება, მოთეთრო ხდება. თვალთახედვის ხაზის გასწვრივ განლაგებული ჰაერის მოლეკულები, სინათლეს გააბნევენ, ამიტომ ისმის კითხვა: რა მოსდის ცაზე ცისფერ შეფერილობას? ფერი დაიკარგა, იმით აიხსნება, რომ ჰორიზონტთან ჰაერის მოლეკულების მიერ გაბნეული სხივი ატმოსფეროში დიდ გზას გადის, დედამიწაზე მოღწევამდე გაბნევების გამო მრავლად კარგავს ლურჯ სხივებს და მოწითალო ხდება. ჩვენთან ახლომდებარე მოლეკულების მიერ გაბნეულ სხივებში ლურჯი ფერი ჭარბობს. მათი შერევა კი მოთეთრო ფერს გვაძლევს. ამრიგად შორიდან წამოსულ გაბნეულ სხვივებში წითელი ფერი ჭარბობს, ახლომდებარე მოლეკულებიდან გაბნეულ სხივებში კი-ლურჯი.
ეს ეფექტი განსაზღვრას აგრეთვე ჰორიზონტზე მთების შეფერილობასაც. როცა ისინი ჩვენთან ახლოს არიან, მოლურჯო ფერად ჩანან, რადგან ჩვენსა და მთებს შორის არსებული ჰაერის მოლეკულები ძირითადად ლურჯ სხივებს გააბნევენ. როცა მთები ძალიან შორსაა, მოთეთრო ჩანან ისევე, როგორც ცა ჰორიზონტზე.
ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, ამომავალი მზე ნარიჯისფერი (ეს ფერი სპექტრში წითელსა და ყვითელ ფერშია მოთავსებული) იქნებოდა და არა წითელი, სინათლე თავის გზაზე მხოლოდ ჰაერის მოლეკულებზე რომ გაბნეულიყო. სინამდვილეში სინათლის სხივი საკმაოდ ძლიერ განიბნევა ჰაერში შეტივტივებულ მცირე ზომის ნაწილაკებსა და აეროზოლებზე. ჰაერში შეტივტივებული 0,1 მკმ-ზე მეტი ზომის ნაწილაკები სინათლეს უფრო რთული კანონით განაბნევენ, ვიდრე რელიეს გაბნევაა. აღსანიშნავია რომ გაბნევის კუთხე წითელი სხივებისათვის უფრო დიდია, ვიდრე ლურჯისათვის, ამიტომ მის გაბნევების შედეგად ატმოსფეროში გამავალი სხივი უფრო ლურჯი ხდება.
კარგ ამინდში მზის ჩასვლისას ცა ჩვენ თავზე (ზენიტში) გაცილებით უფრო მუქი ლურჯი ხდება, ვიდრე დღისით იყო. ეს შეიძლება უცნაურად მოგვეჩვენოს, მითუმეტეს ამ დროს ცა მზის მახლობლად (ჰორიზონტზე) წითლდება. ამ მოვლენის რამდენიმე ახსნა არსებობს. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია მზის სხივის ურთიერთქმედება ატმოსფეროში არსებული ოზონის ფენასთან. ოზონი შთანთქავს მზის სპექტრის წითელ უბანს. ამიტომ მზის სხივი კიდევ უფრო მეტად ლურჯდება. ატმოსფეროში არსებული რელეის გაბნევის მიუხედავად, მზის სხივი ჰორიზონტის მიმართ მცირე კუთხით გადის ნაწილაკების სქელ ფენას, რომელთა ზომები საკმაოდ დიდია(რის გამოც ხდება სინათლის გაბნევა). მას შემდეგ რაც ამ ორი მოქმედების შედეგად მზის სხივი მნიშვნელოვნად გალურჯდება, მისი გარკვეული ნაწილი რელიეს გაბნევის გამო ჩვენ ზემოთ მყოფი ცის ნაწილიდან ჩვენკენ მოდის და ცა ამ უბანში უფრო მუქი ლურჯი ხდება, ვიდრე დღისით იყო.
მზის ჩასვლისთანავე ცის აღმოსავლეთ ნაწილში წარმოიქმნება დედამიწის ჩრდილი, რომელიც სწრაფად იზრდება. ჩრდილის საზღვარი წითელი და მოვარდისფრო ხდება. ეს ფერი იმ სინათლის შედეგია, რომელიც “გაწითლდა” რელეის გაბნევის გამო სხივის ატმოსფეროს სქელ ფენაში გავლისას. მზის ჩასვლიდან ათიოდე წუთის შემდეგ ჩნდება იისფერი ლაქამ რაც იმით შეიძლება აიხსნას, რომ 15-20 კმ სიმაღლეზე მრავლადაა მტვრის ნაწილაკები და ვულკანთა ამოფრქვევების შედეგად მიღებული პროდუქტები. არსებობს ჰიპოთეზა, რომ იისფერი ლაქა ცის სხვადასხვა უბანში წარმოქმნილი მუქი წითელი და მუქი ფერის სხივების შერევის შედეგია. მუქი წითელი სხივები ეს იგივე მზის სხივებია, რომლებმაც დედამიწის ირგვლივ ატმოსფეროში ძალზე დიდი გზა გაიარეს და მნიშვნელოვნად გაწითლდნენ რელეის გაბნევის გამო. ამ სხივების ნაწილი ჩვენკენ გაიბნევა იმ ლურჯ სხივებთან ერთად, რომლებმაც ოზონის სქელ ფენაში გავლისას ლურჯი ფერი მიიღეს. მუქი წითელი და ლურჯი სხივების ზედდებამ კი შეიძლება იისფერი მოგვცეს. ამ დროს ცის დანარჩენი ნაწილი იისფერი აღარ იქნება. ამის მიზეზი კი შესაძლოა ის გახლავთ, რომ ცის სხვა უბნებიდან გაბნეული მზის სხივები, წითელი და ლურჯი სხივების გარდა, სხვა ფერის სხივებსაც შეიცავენ. აღსანიშნავია, რომ ამ სხივების ზედდებით მიღებული ფერი ხედვის კუთხეზეა დამოკიდებული. განსაკუთრებით მკვეთრი იისფერი იმ შემთხვევაში დაიმზირება, როდესაც ატმოსფეროში მრავლადაა შეტივტივებული ნაწილაკები.
ბუნების კიდევ მრავალი საოცარი მოვლენაა აღუწერელი. ბევრი მათგანის მიზეზი კარგად არის ცნობილი, თუმცა ზოგიერთი მოვლენა კვლავაც ელის თავის ახსნას.
ჟურნალი “მნათობი”
1982 წელი
ავტორი: მ. ჯიბლაძე