Antisumrak

Antisumrak je niz optičkih pojava u atmosferi koje se pojavljuju tijekom sumraka na suprotnom dijelu neba od Sunčeva zalaska ili izlaska. Kao i sumrak, čini ga isključivo svjetlost raspršena u atmosferi dok je Sunce ispod horizonta. Njegovi su najpoznatiji dijelovi Venerin pojas i Zemljina sjena. Uvečer ga promatramo na istoku, a ujutro na zapadu.

Alternativni naziv: protusuton
Naziv na engleskom: antitwilight, countertwilight

Sunčevo potonuće za zapadni obzor mnogima je najromantičniji dio dana. Nebo i krajolik poprimaju zlatne i rumene nijanse, dnevna se žurba smiruje, u zraku se osjeti prvi dašak noćne svježine. Nema čovjeka koji barem jednom nije uživao u divnom sutonu. Svu pozornost tada nam privlači zapadni dio neba – tamo je glavna akcija.

Okrenemo li se, međutim, na drugu stranu, prema istoku, priroda nam nudi ništa manje zanimljiv prizor. Prvo ćemo vidjeti kako dotad narančasto nebo postaje ružičasto: to je fenomen poetično nazvan Venerinim pojasom. Slijedi ga plavi pojas Zemljine sjene, što nije uvijek doslovno to kako se zove, ali naziv se uvriježio. Zatim se iznad horizonta pojavljuje još jedan blijedi pojas koji nije lako zamijetiti i tek onda počinje prava noć.

Ove su nijanse često prigušene i suptilne. Ako ih želite propisno pratiti odmarajte oko, ne zurite u zažareno nebo na zapadu gdje je Sunce zašlo. Pomaže ako ste na većoj nadmorskoj visini. No, u uvjetima bistrog zraka i dobre vidljivosti, ove se zanimljive boje mogu vrlo lako vidjeti i iz naših gradova. Budite strpljivi: sumrak i antisumrak traju još dugo nakon što Sunce nestane za obzorom. Ipak, najveći dio ljepote antisumraka uglavnom se pokazuje u prvih 20-ak minuta nakon Sunčeva zalaska.

Boje sumraka i antisumraka zapravo su vrlo složene i ovise o mnogo čimbenika: geografskoj širini, meteorološkim uvjetima, zamućenju atmosfere… Vjerojatno bi se moglo bez prevelike sumnje reći da, gledamo li dovoljno detaljno, ne postoje dva jednaka (anti)sumraka. Ipak, kad ih počnemo pažljivo motriti primijetit ćemo da, kad je nebo vedro, manje-više redovito slijede određeni raspored. Boje mogu biti jače ili slabije izražene, no pojavljivat će se predvidljivim redoslijedom.

Ovdje je opisan slijed događaja prilikom Sunčeva zalaska. Sve navedeno naravno vrijedi i za Sunčev izlazak, samo obrnutim redoslijedom i na drugoj strani neba – na zapadu.

Slijed antisumraka

Kako se dan bliži kraju, plava boja neba lagano počinje uzmicati. Nisko nad horizontom u svim smjerovima nebo postaje žućkasto. Atmosfera je tamo najgušća i Sunčeva svjetlost nailazi na više molekula zraka. Ono raspršivanje koje nam daje plavo danje nebo sada je puno jače, toliko da se plave nijanse počinju gubiti i opstaju one otpornije, dulje valne duljine: prvo žute pa narančaste i naposljetku crvene.

Sva čarolija sumraka i antisumraka događa se u najnižih par desetaka kilometara atmosfere. Iznad toga zrak je suviše rijedak da bi učinkovito raspršivao svjetlost. Daljnji tekst opisuje boje koje se obično vide za vedrih i razmjerno bistrih dana na maloj nadmorskoj visini. U različitim uvjetima antisumrak će biti drugačiji.

20 minuta prije zalaska Sunca

Visina Sunca: 3°

Stojite na livadi ili brdu, licem okrenuti prema istoku. Sunce vam je iza leđa, nisko na zapadu, sjena vam se pruža daleko. Pogledate li gore, nebo je tamo još uvijek plavo. No, bliže horizontu boja mu se mijenja. Postaje lagano žućkasto i narančasto, sasvim lagano, ali dovoljno da to očito više nije ona popodnevna bjelkasta ili svijetloplava boja neba tik iznad horizonta. Redom od horizonta naviše narančasta se prelijeva u žutu, žuta u bjelkastu pa u plavu. Ako je zrak izuzetno bistar, između žute i plave može se zapaziti slabašna naznaka zelene.

Sunce zalazi

Visina Sunca: 0°

Netom prije nego što Sunce zađe, nebo tik nad istočnim horizontom naočigled postaje tamnije. Pojavljuje se nekakva sjenka. Isprva se može činiti kao daleka prašina ili dim, no ubrzo se počinje širiti i uzdizati. To je prvi tračak Zemljine sjene odnosno plavog pojasa, što neki smatraju točnijim nazivom. Još uvijek je sivkasta, možda s blagim naznakama plave. Iznad nje, onaj narančasti pojas – protusutonski luk ili Venerin pojas – poprima jaču boju i lagano klizi u crvenkasto ili ružičasto.

Ponekad se može činiti da se Zemljina sjena vidi dugo prije Sunčeva zalaska. U tom slučaju radi se o dalekom sloju prašine ili neke druge mutnoće u smjeru istoka. Istina je, međutim, da se tamni pojas pojavljuje tik nad istočnim obzorom malo prije sutona. Više o tome kasnije.

10 do 20 minuta nakon zalaska Sunca

Visina Sunca: -2° do -4°

Venerin pojas poprima jasnu ružičastu boju* i sada je lako uočljiv. Donja granica znatno mu je oštrija od gornje. Ispod njega, plava Zemljina sjena nastavlja rasti i zauzimati sve veći dio neba. Sve se to i dalje odvija nisko na istoku. U ovo je vrijeme kontrast Venerinog pojasa i Zemljine sjene najljepši. To su zapravo osvijetljeni i zasjenjeni dio Zemljine atmosfere; osvjetljava ih svjetlost zašlog Sunca koja prolazi iznad glave promatrača.

Venerin pojas najčešće se opisuje kao ružičast, ali ovisno o atmosferskim uvjetima može biti i narančast, žućkast ili neke blijede, slabo definirane nijanse. Zapravo su sve te boje obično vrlo nježne. Vizualno nam izgledaju puno jače zbog kontrasta tamne Zemljine sjene i svijetlog Venerinog pojasa. Da vidimo samo jedan od tih pojaseva, bez drugoga, izgledao bi znatno manje impresivno.

Kad je Sunce malo ispod horizonta, nebo iznad Venerinog pojasa i prema zenitu lagano gubi plavetnilo, ali samo na kratko. Plava se ubrzo vraća, ponekad u nekoj zagasitoj nijansi ljubičaste.

20 – 25 minuta nakon zalaska Sunca

Visina Sunca: -5°

Venerin pojas i dalje raste, ali postaje sve tamniji i boja mu se gubi. Zemljina sjena duboko je plava, također sve tamnija. Postaje sve teže, ponekad i nemoguće razaznati njihov kontrast. Tama preuzima istočno nebo i čini to brzo. No, ako imamo bistro nebo i dobru vidljivost, otprilike u ovo vrijeme možemo primijetiti još jedan pojas antisumraka. To je takozvani pojas obzora, od engleskog horizon band. Izuzetno je blijed i nije ga uvijek lako opaziti golim okom. Lagano je ružičaste boje* ili bezbojan, samo malo svijetliji dio Zemljine sjene.

Marcel Minnaert u svojoj legendarnoj knjizi Svjetlost i boja u prirodi opisao ga je kao “boje mesa”. Osobno mi nikad nije izgledao tako živopisno, ali Minnaert je bio izvanredan promatrač. Fotoaparati su drugo, oni pokupe i nijanse boja koje su vizualno potpuno neuhvatljive.

30 minuta nakon zalaska Sunca

Visina Sunca: -6°

Završava građanski sumrak. Sjajne zvijezde i planeti postaju vidljivi. Vrlo nisko nad istočnim obzorom još možemo spaziti taj treći pojas, pojas obzora, zahvaljujući kontrastu sa Zemljinom sjenom koja se sad popela visoko. No, više ne vidimo dokle se pruža: Venerin pojas je nestao i Zemljina sjena stapa se s ostatkom neba. Ne možemo vidjeti kad prođe zenit jer nema više dovoljno svjetla na ostatku neba.

50 i više minuta nakon zalaska Sunca

Visina Sunca: -9°

Antisumrak je gotov. Zadnje blijede naznake pojasa obzora više nisu vidljive, čak ni u najboljim uvjetima. Čitavo je istočno nebo u tami.

Antisumrak u jednoj slici

Gornja slika nije klasična fotografija. Svaki vertikalni segment predstavlja jednu minutu u vremenu. Možete li, sad kad znate sastavne dijelove antisumraka, prepoznati tri pojasa o kojima je bilo riječi u prethodnom dijelu teksta? Evo što je što, uz označena vremena i visine Sunca – negativne jer je Sunce ispod horizonta:

Počinjemo sasvim lijevo. Sunce je još na nebu, većina neba plave je boje, ali uz horizont vidimo onu spomenutu žućkastu nijansu koja se pojavljuje prije nego što Sunce zađe. Što smo bliže Sunčevu zalasku ta žuta postaje sve zagasitija i crvenija, da bi se negdje oko samog sutona iz nje uzdigao narančast pa ružičast Venerin pojas. Odmah ispod njega pojavljuje se tamna, plavičasta Zemljina sjena. Pritom, obratite pozornost na jednu stvar: Zemljina sjena počinje se nazirati iznad horizonta prije samog Sunčeva zalaska. Geometrijski to ne bi trebalo biti moguće. O tome više malo niže.

Venerin pojas i Zemljina sjena brzo se uspinju na nebu i to je još jedna stvar koju valja primijetiti: uzdižu se brže nego što Sunce tone ispod zapadnog obzora. Zemljina sjena potom se stapa s gornjim nebom, a nad samim obzorom pojavljuje se blijed pojas obzora. Nekakve je isprane ružičaste ili crvenkaste nijanse. Nakon toga i on nestaje. Tama se spušta na zemlju.

Kako nastaju boje antisumraka

Atmosfera jednome uzima, drugome daje. No, u ovom slučaju svi su dobitnici. Raskošan sumrak boje jantara dobivamo oduzimanjem gotovo svih nijansi plave iz Sunčeve svjetlosti i preusmjeravanjem tog plavetnila u nebo nečijeg kasnog popodneva.

John Naylor: Out of the Blue – A 24-hour Skywatcher’s Guide, Cambridge University Press, 2002., str. 70.

Sve boje antisumraka zapravo su posljedica sumraka. Sumrakom zovemo doba dana kada je Sunce ispod horizonta, ali nešto je njegove svjetlosti još uvijek rasuto nebom. Ništa na tlu više nije izravno osvijetljeno Suncem. No, Zemlja je okrugla. Kad bismo pričekali da nam Sunce potone za obzor pa se odmah nekakvim superbrzim dizalom podigli par stotina metara uvis, ponovno bismo ga vidjeli. Ako u blizini imamo visoke planine, možemo vidjeti kako se njihovi vrhovi žare narančastim i ružičastim svjetlom još neko vrijeme nakon što je Sunca nestalo.

Sunce, dakle, u sumrak više ne osvjetljava tlo. Ali, ključno, još uvijek osvjetljava atmosferu iznad nas.

Ta svjetlost netom zašlog Sunca mora se probiti kroz gustu atmosferu iznad tla pa je žuta i crvena; plava se u svim tim raspršivanjima izgubila. To je onaj žuti ili narančasti pojas iznad zapadnog horizonta koji svi znamo. Kad gledamo nisko na nebu, gledamo kroz gušći zrak. Sunčeva svjetlost nailazi na puno više molekula zraka i ono rijetko raspršivanje koje nam daje plavo nebo sada je puno češće, toliko da plava više ne dopire do nas. Prevladavaju dulje valne duljine, odnosno žute i crvene nijanse.

A kamo je onda otišla plava? Kako je lijepo opisao John Naylor, citiran na početku ovog dijela teksta, plave nijanse koje ne dopiru do nas preusmjerene su u duboko modro nebo nečijeg kasnog popodneva zapadnije, gdje je još dan.

Kako nastaje Venerin pojas

Venerin pojas, u hrvatskoj literaturi znan kao protusutonski luk, najljepši je dio antisumraka (protusutona). Njegova nježna ružičasta boja u bistrom zraku ili na većoj nadmorskoj visini može biti baš lijepo izražena, u divnom kontrastu s plavim nebom iznad i tamnom Zemljinom sjenom ispod njega.

Ta boja također zapravo dolazi od sumraka na zapadu. Svjetlost prolazi nisko iznad horizonta i iznad glave promatrača pa odlazi na istok gdje se raspršuje na molekulama zraka i drugim česticama koje gore lebde: prašini, dimu i slično. Budući da je već u startu crvenija – jer, kao što je rečeno, prolazi kroz gustu atmosferu tik iznad našeg zapadnog horizonta – pomiješa se s plavetnilom neba pa umjesto narančaste daje ružičastu nijansu.

Ponovimo: Venerin pojas nije uvijek ružičast. Ovisno o prozirnosti atmosfere i nadmorskoj visini promatrača može biti crven, narančast ili praktički bezbojan.

Planet Venera nikad se ne može nalaziti u Venerinom pojasu. Može biti najviše oko 47 stupnjeva istočno i zapadno od Sunca, dakle nikad na suprotnoj strani neba gdje je Venerin pojas.

Zemljina sjena ili plavi pojas

Ispod Venerinog pojasa nalazi se taman predio neba izrazito plave boje. On se najčešće zove Zemljinom sjenom iako znanstvenici upozoravaju da to nije baš precizan naziv* i da bi bilo bolje nazvati ga neutralnijim imenom: plavi pojas.

Vidi Antitwilight I: Structure and Optics, Lynch et al., 2017.

Taj pojas označava dio neba do kojeg dopire premalo Sunčeve svjetlosti da bi bio osvijetljen makar i neizravno; previše je svjetlosti putem raspršeno. Zbog toga “Zemljina sjena” nije uvijek prikladan termin jer taj dio neba u ranom antisumraku ne zaklanja sama Zemlja nego njezina atmosfera koja “upija” svjetlost.

Plava boja ovog dijela neba može biti uistinu jako izražena, ne samo zahvaljujući tome što gledamo u gustu atmosferu nego i zbog kontrasta s ružičastim Venerinim pojasom odmah iznad njega.

Zemljina sjena prije zalaska Sunca?

Zatamnjenje istočnog obzora često se vidi i koju minutu prije samog zalaska Sunca. Ako je taj taman pojas uistinu Zemljina sjena, to ne bi smjelo biti moguće. I nije moguće. Sa Zemljinom sjenom (odnosno plavim pojasom) povezano je samo po izgledu. Kako Sunce tone za horizont, u tom tamnom pojasu pojavljuje se prava Zemljina sjena (odnosno plavi pojas) pa se čini kao da je to dvoje jedno te isto.

Međutim, nije. To što vidimo na istoku uoči samog Sunčeva zalaska – ili kratko nakon njegova izlaska – obično je zatamnjenje najgušće atmosfere kad do nje dolazi malo izravne svjetlosti, svakako manje nego što odlazi u nebo iznad tog pojasa. U neku ruku i to je pojas obzora. Iznimno, kada je promatrač na većoj nadmorskoj visini, može vidjeti Zemljinu sjenu prije nego što Sunce zapravo zađe.

Pojas obzora

Ovaj dio antisumraka uvijek se odnosi na predio neba tik iznad samog istočnog horizonta. Kad je u njemu plavi pojas (Zemljina sjena), plave je boje. Kad se plavi pojas uzdigne, pojas obzora gubi boju ili poprima neutralniju nijansu, možda blago ružičastu ili crvenkastu. To je zapravo samo posljedica gustoće zraka nad obzorom. Kad gledamo nisko, gledamo kroz puno zraka. Jednako tako je danju nebo iznad obzora manje plavo nego na većoj kutnoj visini.

Pojas obzora teško je zamijetiti zbog toga što je blijed i jako nisko. No, i on je dio ovog skupa optičkih pojava pa ga se redovito bilježi zajedno sa Zemljinom sjenom i Venerinim pojasom.

Poveznice

Dario Giannobile sa Sicilije ima sjajnu galeriju sumračnih i antisumračnih fenomena. Ovdje su najbolji primjeri:

• The rarest characteristics of anti twilight (ujedno i inspiracija za način obrade naslovne slike ovog teksta)
• Evolution of twilight – the four bands
• The elusive bands of anti-twilight
• Spiral evolution of twilight – the four bands – još jedan zanimljiv način dočaravanja ovih fenomena

Antitwilight I: Structure and Optics, Lynch et al., Applied Optics, 2017. (PDF)