Толщина атмосферы составляет примерно 200 – 300 км от поверхности Земли. Дальше начинается космос, безвоздушное пространство.
Атмосфера Земли пропускает видимый свет и защищает нас от вредных излучений. Кроме того, она влияет на то, что мы видим вокруг.
4.8 Прозрачность воздуха и небесный свод
Окружающий нас воздух практически невидим, поскольку образующие его газы бесцветны. Даже не очень чистый воздух в больших городах прозрачнее, чем самая прозрачная жидкость и самое прозрачное стекло. Слой воздуха толщиной в несколько метров мы вообще не видим. На расстоянии нескольких километров воздушная дымка делает очертания удалённых от нас предметов размытыми. Всю же атмосферу в целом мы воспринимаем как небо, купол небосвода. Это впечатление рождается благодаря огромной толще воздуха.
Сделать воздух менее прозрачным может переизбыток твёрдых частиц. Так бывает, например, во время пыльной бури в пустыне. Но чаще всего ухудшают видимость туман и облака. Они состоят из мельчайших капель воды или кристаллов льда. Пока водяной пар сохраняет свойства газа, он такой же прозрачный, как воздух. Поэтому на прозрачность атмосферы он почти не влияет. Но когда начинается превращение пара в воду, в воздухе образуются мельчайшие невидимые глазу водяные капельки. Они как раз уже непрозрачны.
Поэтому в ясную погоду мы видим всё вплоть до горизонта. Для человека среднего роста, стоящего на равнине, горизонт находится на расстоянии около пяти километров. А в густом тумане невозможно что-либо разглядеть уже на расстоянии нескольких метров.
4.9 Свет и воздух
Проходя через атмосферу Земли, поток солнечного света меняется. Некоторая его часть доходит до поверхности планеты, сохраняя своё направление. Ещё часть поглощается и переходит в теплоту, нагревающую воздух. Большая же часть лучей рассеивается атмосферой.
Рассеяние происходит тогда, когда на своём пути световой луч встречает маленькую частицу. Это может быть капля тумана, пылинка или даже молекула воздуха. После такой встречи луч меняет направление. Отклонившись от первоначального пути один раз, он может столкнуться с другой частицей и снова изменить свою траекторию.
Каждая частица забирает у падающей на неё волны часть энергии и сама становится источником новых электромагнитных волн – волн рассеянного света. Свет от Солнца, а также от любых других источников рассеивается в воздухе постоянно и повсеместно. Атмосфера в буквальном смысле заполнена рассеянным светом, потоки которого постоянно пересекают её в самых разнообразных направлениях.
4.10 Путь солнечных лучей
В разное время дня солнечные лучи проходят в земной атмосфере разное расстояние до поверхности. Если Солнце находится в зените, то их путь через толщу воздуха станет минимален. Такие лучи будут поглощаться и рассеиваться меньше всего. А по мере того, как Солнце всё больше приближается к горизонту, расстояние увеличивается.
Сразу после рассвета и перед закатом Земле достаются только