Napkeltekor először hűl a levegő

DNem akármilyen szakemberre bukkantunk – nem mellesleg a DH által a cikket jegyzőnek gyerekkori barátja –, aki a Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Központjának munkatársa, s készséggel segített a kérdéskört megvilágítani.

Nos, nézzük, mire jutottunk, nézzük, mi is az alapfelvetés, vagyis miért hűl tovább a levegő napfelkeltekor?

Már a kérdés feltevésében is ellentmondást érezhetünk. Hiszen reggelenként mindannyian szívesen sütkérezünk a felkelő Nap sugaraiban! Hideg lenne a napsugár? Akár rövid ideig is? Ez józan ésszel teljes képtelenségnek hat! Ahhoz azonban, hogy e kérdést a maga valójában megvizsgáljuk, néhány oldalról érdemes körbejárni.

A tudomány fejlődése mindig bővelkedett olyan eredményekben, amelyek első hallásra legalábbis meredeknek tűntek. Gondoljuk csak el, milyen sokáig kötelezővé tették a teóriát a lapos földről! S amikor nyilvánvaló lett, hogy ez csak az ő fejükre érvényes, körömszakadtukig ragaszkodtak hozzá. A napkelte értelmezése azért ennél sokkal kisebb jelentőségű. Nem is keltett ekkora vihart.

Nézzünk körül a naprendszerben! Minden bolygó egyedi, eltérőek a tulajdonságaik. Mindegyikről másként látszik a Nap, másként szórja a sugarait. Ez nemcsak a távolságbeli különbségeken alapszik, hanem legalább ennyire a légkörük (ha van) összetételén. A bolygók körül keringő holdak pedig tovább árnyalják a képet.

Például a Marson a ritka légkörön szinte akadálytalanul hatolnak át a napsugarak. Az égboltnak ugyanakkor gyenge színárnyalatot adnak. A Földünkön viszont színek kavalkádját látjuk, napszakonként csodás változások formájában. A földi légkör tehát számottevően meghatározza a színhatásokat. Hasonlóan, a hősugarak hatásait is módosítja. A földi hő- és fényviszonyokért tehát a Nap és a légkör egyaránt felelős. A Nap mint eredő, a légkör mint módosító tényező. Természetesen a többi égitest és az űr szerepe is meghatározó.

Földünk a Naptól kapja a meleget, amelyet részben kisugároz az űrbe. Ebből adódik, hogy a Föld addig melegszik, amíg a besugárzott hő több mint ami elszökik. Megfordítva: a Föld addig hűl, amíg több hőt sugároz ki az űrbe, mint amit a Naptól kap.

A melegedő szakasz nem pont délig, hanem kora délutánig (körülbelül délután fél háromig) tart, mert odáig több hőt kapunk, mint amennyi eltávozik. Utána megfordul a folyamat: a lehűlés egyre erőteljesebbé válik, végül éjszaka beérkező hő híján csak hőkiáramlás történik. Jó közelítéssel azt mondhatjuk, a Nap a Föld napos oldalát melegíti. Tehát amíg látjuk a napsugarakat, addig melegítenek, vagyis napkeltétől napnyugtáig.

Kicsit pontosabban fogalmazva: az első hősugarak érkezésétől kezdve az utolsóig. Ez pedig minden nap azonos az első fénysugár érkezésétől az utolsóig terjedő időszakkal – gondolhatnánk. Ez azonban nincs teljesen így, mert a légkör fénytörése kicsit módosít ezen az időintervallumon.

A levegő fénytörése miatt a Nap hamarabb kel, és felkelése után látszólag magasabban jár, mintha nem lenne légkörünk. Napkelte környékén, jó közelítéssel körülbelül egy napkorongnyival feljebb látjuk, mint légkör nélkül lenne. Eszerint napkeltekor van olyan pillanat, amikor a teljes napkorongnak a horizont alatt „kellene” lennie, mégis épp egy napkorongnyival felette van.

A hősugaraknak ugyanakkor sokkal kisebb mértékű a fénytörése. Tehát van egy olyan rövid időszak, amikor a napsugarak – fénytörésük folytán – már elérik a földet (láthatóak), amíg a hősugarak – kisebb fénytörésük miatt – még nem érik el ugyanazt a földrészletet, tehát nem melegítenek.

Ez alatt – a beérkező hő hiánya miatt – tovább hűl a Föld említett része. Vagyis létezik egy röpke időszak napkeltekor, amikor a Nap látszólag felbukkan a horizonton, de hősugarai még nem érnek el bennünket. Ezalatt tehát – ha csekély mértékben is – de további lehűlésnek vagyunk kitéve. Úgy is fogalmazhatjuk, hogy a napkelte első sugarai hidegek, „hűtenek”!

A hő- és fénysugarak egyaránt az elektromágneses sugarak közé tartoznak. E sugarak egyik fontos jellemzője a hullámhosszuk.

Körülbelül a 380 nanométer (ibolya) és 760 nanométer (vörös) közötti hullámhosszú sugárzást érzékeli az emberi szem. Ezt látható fénytartománynak nevezzük. A hősugarak hullámhossza a vörösnél is nagyobb (infravörös). Általános szabály, hogy a fénytörés annál nagyobb mértékű, minél rövidebb a sugár hullámhossza. Így amikor a napsugarak felénk törnek (láthatóak lesznek), a Nap felvillan a horizont felett, hősugarai csak később érnek el bennünket.