Tại sao có hiện tượng hoàng hôn

III/ HOÀNG HÔN LỘNG LẪY
Tất cả chúng ta đều bị chinh phục bởi vẻ đẹp tuyệt vời của hoàng hơn, bởi một festival
các tông màu vàng, cam và đỏ chiếu sáng bầu trời ngay trước khi Mặt Trời lặn xuống
dưới chân trời.
Một lần nữa, chính sự tương tác của ánh sáng Mặt Trời ban ngày với các phân tử không
khí và các hạt có trong khí quyển Trái Đất đã tạo ra cảnh tượng trang lễ này. Trên thực
tế, màu của Mặt Trời được quyết định bời số các tương tác mà ánh sáng Mặt Trời phải
chịu trên đường đi của nó
trước khi đến được mắt người.
Khi Mặt Trời hạ thấp xuống
gần đường chân trời, đường đi
của ánh sáng dài hơn, ánh sáng
Mặt Trời tương tác với nhiều
phân tử không khí và các hạt
hơn trước khi đến được chúng

ta,

độ sáng của nó yếu hơn và
màu sắc bị thay đổi. Một phần lớn các photon xanh lam bị tán xạ bắn ra ngoài chùm các
tia Mặt Trời, điều này làm giảm độ sáng của đĩa Mặt Trời. Khi ánh sáng xanh lam bị lấy
mất ra khỏi ánh sáng trắng của Mặt Trời thì ánh sáng này chuyển sang màu vàng hoặc
cam. Ngoài sự tán xạ ánh sáng lam bởi các phân tử không khí, các phân tử ozon có trong
khí quyển cũng đóng góp vào màu đỏ rực của Mặt Trời bằng cách hấp thụ mạnh màu lam
và lục.
Nhưng các phân tử không khí và ozon không phải là thủ phạm duy nhất của màu đỏ và
màu cam rực rỡ. Các hạt rất nhỏ trong khí quyển sinh ra bởi hoạt động của con người,
như bụi và khói, hoặc các hạt tự nhiên như nước mưa trên Đại Dương, cũng đóng vai trò
quan trọng. Thật vậy, các hạt cực kì nhỏ này, đường kính dưới 100nm, cũng tán xạ ánh
sáng xanh lam. Bằng cách lấy đi ánh sáng màu lam khỏi đường nhìn của chúng ta, chính
các phân tử không khí và các hạt nhỏ đã là các tác nhân tạo ra các tia sáng đỏ rực mà tự

nhiên ban tặng cho chúng ta. Vì số lượng các hạt này thay đổi theo các ngày khác nhau và
ở các vị trí khác nhau, nên không bao giờ có hai hoàng hôn giống hệt nhau.
Các đám mây, tập hợp những giọt nước li ti, cũng tán xạ ánh sáng vào lúc mặt trời lặn.
Chúng đóng góp vào cảnh tượng hoàng hôn bằng cách tô nên các màu vàng và cam và
tạo ra các hình thù vô cùng đa dạng, ngày tàn bỗng chốc được tôn lên bằng một gam ánh
sáng đỏ pha cam vô cùng rực rỡ. Hoàng hôn đẹp nhất khi có các dải mây lơ lửng ở chân
trời, chúng sẽ trở nên không trong suốt, chặn hết ánh sáng Mặt Trời, và làm cho cảnh
tượng trở nên tối tăm.
Các đợt phun trào núi lửa cũng có một ảnh hưởng nhất định đến cường độ của ánh hoàng
hôn, đó là vì núi lửa đã đẩy hàng tấn tro bụi và các ion khí chứa lưu huỳnh vào khí quyển.
Các hạt nặng nhất nhanh chóng rơi xuống, nhưng các hạt nhỏ mịn vẫn lo lửng trong
không khí và được gió phát tán bay khắp địa cầu. Trong những lúc Mặt Trời lặn, chúng
đóng vai trò tán xạ ánh sáng và mang cho chúng ta những cảnh hoàng hôn đẹp chưa từng
thấy.
Một hiện tượng nổi tiếng gắn liền với hoàng hôn và thường chứa đựng một chiều kích
gần như hoang đường, thậm chí huyền bí trong trí tưởng tượng của nhân gian là “lục
quang tuyến”.
Đêm không buông ngay lập tức khi Mặt Trời lặn xuống chân trời. Bầu trời tiếp tục được
chiếu sáng thêm một lúc ngắn nữa: đó là ánh hoàng hôn, hay cảnh tranh sáng tranh tối.
Và khi đó nếu chúng ta hướng cái nhìn về phía chân trời phía Tây, hướng Mặt Trời lặn,
chúng ta có thể được ngắm một dải màu vàng nhạt pha cam vẫn còn vương vấn. Đó là
cung hoàng hôn trải trên khoảng 900 từ Mặt Trời sang hai bên. Các màu càng tương phản
hơn khi Mặt Trời càng hạ thấp xuống dưới đường chân trời và bầu trời trên cao càng tối.
Ở giới hạn của dải màu vàng nhạt và bầu trời màu lam, các màu lục – lam ngọc có thể
xuất hiện, tạo ra một hỗn hợp các màu rất đẹp. Đây chính là “lục quang tuyến”.
Vì chiết suất phụ thuộc vào bước sóng, nên mỗi ánh sáng bị lệch hướng theo một góc
khác nhau tùy theo màu của nó, hiện tượng mà các nhà Vật Lí gọi là “ sự tán sắc”. Ở gần
chân trời, sự tán sắc của khí quyển tạo ra các hình ảnh đối với mỗi màu tách khỏi đĩa

Mặt Trời, chúng xê dịch nhẹ đối với nhau theo phương thẳng đứng. Vì các bước sóng


ngắn bị khúc xạ nhiều nhất, nên trên bầu trời hình ảnh tím của mặt trời nằm hơi cao so
với hình ảnh màu lam, hình ảnh màu lam lại cao hơn một chút so với hình ảnh màu lục,
và cứ như vậy cho tới hình ảnh màu đỏ. Vì sự dịch chuyển của mỗi màu là rất nhỏ so với
đường kính của Mặt Trời, nên các hình ảnh chồng chập lên nhau, ngoại trừ ở mức trên có
màu tím và mép dưới màu đỏ.
Những tia nắng cuối cùng trước khi Mặt Trời lặn xuống những đường chân trời phải có
màu của mép trên, nghĩa là màu tím. Nói cách khác, chúng ta phải quan sát được một tia
tím chứ không phải một tia lục. Vậy thì lí do gì mà chúng ta lại thấy tia màu xanh lục chứ
không phải màu tím? Ở đây nguyên chính là sự hấp thụ và tán xạ. Các quá trình này đã
lấy đi một số màu của ánh sáng Mặt Trời trên đường đi đến mắt chúng ta. Chẳng hạn,
chính hơi nước trong khí quyển đã hấp thụ ánh sáng và lấy đi một phần lớn màu vàng và
cam. Như chúng ta thấy, sự tán xạ bởi các phân tử không khí và các hạt mịn lơ lửng trong
khí quyển lấy đi màu xanh lam và màu tím của chúm sáng. Vì thế chỉ còn lại màu xanh
lục ở mép trên và màu đỏ ở mép dưới. Khi tất cả biến mất dưới chân trời, ngoại trừ mép
trên, chúng ta chỉ còn thấy một tia xanh lục. Vào những lúc hiếm hoi, khi không khí cực
kì trong và chỉ rất ít các hạt lơ lửng, màu xanh lam gần như không bị tán xạ và sẽ có một
tia màu lam chứ không phải màu lục đập vào mắt chúng ta. Thời gian tồn tại của lục
quang tuyến dài hay ngắn phụ thuộc phần lớn vào thời gian mà Mặt Trời phải mất để lặn
xuống dưới đường chân trời. Đến lượt mình, thời gian này lại phụ thuộc vào góc theo đó
Mặt Trời đi xuống phía chân trời, và bản thân góc này lại phụ thuộc vào độ cao, nơi ta
ngắm màn đêm buông xuống. Khoảng thời gian này rất ngắn ở xích đạo, ở đó Mặt Trời đi
xuống vuông góc với đường chân trời.