朝や夕方はなぜ紫外光の割合が多いのですか？

Wikipediaの「ウランガラス」の項目をみていたら、
”
昔は紫外線ランプはなかったが、夜明け前の空が青色のときには空には紫外線が満ちているので、この時にウランガラスが蛍光を放つ事によりこの特徴が知られる様になった。/ https://www.google.co.jp/url?sa=t&source=web&rct …
”
とありました。



■質問１
”夜明け前の空が青色のときには空には紫外線が満ちて”というのはどのような状態でしょう？
夜明け前の青色とは添付画像のような状態のときですか？
”満ちて”というのは昼よりも紫外光の(量は少ないが)割合が多いということでしょうか？


■質問２
検索して調べた際、どこのページかわからなくなってしまったのですが ”朝・夕・雨の日・曇の日” は紫外光の割合が多くなるとありましたが、それはなぜですか？

自分と太陽の位置が遠いからでしょうか？大気が紫外線よりも他の波長の光を多く吸収(？)するから、紫外線の割合が高くなるということかなと思いましたがどうでしょう…。そうだとしたら朝・夕は距離ですが、雨や曇りの日は水滴や水蒸気が原因？


■質問３
朝・夕・雨の日・曇りの日に紫外光の割合が多いのであれば、Wikipediaには”夜明け前の空が青色のとき”とありますが、４つのどの状態でもウランガラスは光ることができるのでしょうか？
また「朝 ＋ 雨の日」とかだと、「朝」だけのときよりもっと光るでしょうか？逆に太陽光が少なすぎて光るまでに至らないでしょうか？
やはり”夜明け前の空が青色のとき”がウランガラスが光る条件として最も適している状態と言えるのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• ーーーーーーーーーー
  
  昼の青空は、太陽から放射された光のうち、紫〜青系の短波長光がより頻繁に空気中の粒子により散乱し、そのうちのいくらかが自身の眼球へ到達するため、光源意外の部分は真っ暗ではなく青く見える。
  
  夕方の赤い空は、太陽と自身の眼球までの距離が遠くなり、太陽光が通過する大気の層が厚くなる。そのため短波長光ほど散乱されきってしまい眼球まで届かない。長波長光である赤い光も含め太陽光は全体的にエネルギーが減少するが、青い光のほうがさらに少ないため赤い光の割合が優勢になり、赤く見える。

    補足日時：2018/07/30 22:52

• 夜明け間近のまだぎりぎり太陽が地平線の下にあるころ、太陽そのものは地球で隠れているため自身の眼球では捉えられない。光源が見えないのに地平線の上の光を捉えることができているということは、夜明け前の空の光は昼間と同じように、レイリー散乱がおこっているということである。
  
  では太陽の距離は夕日と同じであるのになぜ青く見えるのか。それは光源が見えていないため赤い光は真っ直ぐ私の目に届かず、太陽光の総量は昼や夕方よりも少ないが、青い光の割合が優勢になっているからである。すなわち短波長域の紫外線も青い光同様である。
  
  この状態は日の出前・日の入り後少しの時間だけであり、日の出前のほうが紫外線の割合がわずかに高い。それは日の入りは沈むまでに太陽の赤い光のエネルギーが大気中に残っているが、夜明け前の空にはないからである。
  
  ーーーーーーーーーー
  
  以上考察ですが、どうでしょうか…。

    補足日時：2018/07/30 22:53

• ■太陽光の総量は昼や夕方よりも少ないが、青い光の割合が優勢になっているからである。すなわち短波長域の紫外線も青い光同様である。
  □これについては疑問もあります。
  空が青いこととレイリー散乱について調べていた際、なぜ紫の空はないのかという疑問が出ました。同じように思った人はたくさんいるらしく、もっと上空で散乱しきってしまうためとありました。であれば紫外線もそのはずです。
  「紫外光の割合が他の光より多い」といえるのでしょうか？ウランガラスを光らせるには可視光の青紫あたりでも十分なのだろうか。
  
  ■この状態は日の出前・日の入り後少しの時間だけであり、日の出前のほう〜…
  □この部分についてはまったく自信ありません。光のような高速で進むものが、大気中に残るってことあるのでしょうか。あったとして紫外光の割合に影響があるのでしょうか。

    補足日時：2018/07/30 22:54

• ★雨・曇りの日に紫外光の割合が多い理由
  ☆ミー散乱が関係しているんだろうなということしかわかりません。しかし波長による散乱強度の依存性がないのであれば普通の昼の日と変わらない気がします。
  気象庁のHPに『雲の状態によっては、雲が比較的多くても日射しを受けていれば、快晴の場合よりも大きいUVインデックスとなることもあります』とありますがそれがなぜなのかはわかりません。反射が関係しているようですが…。
  https://www.data.jma.go.jp/gmd/env/uvhp/3-73uvin …
  また海の色が青い理由に、水は長波長光を吸収する性質があるとありましたが、空の水分量では影響はなさそうな気がします。

    補足日時：2018/07/30 22:55

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/08/01 01:02

ウランガラスの蛍光は、ブラックライトをあてるとほのかに光る程度。

つまり可視光的には暗くないと見えません。

夜明前のまだくらい状態でも、
レイリー散乱は波長が短い光ほど良く散乱するので、紫外線的には
もう明るくなってきている。そういう状態では
紫外線を可視光に変換するウランガラスは良く光って見えるのでしょう。

この回答へのお礼

お答えいただきありがとうございます。お礼が遅くなり申し訳ありません。

なるほど、暗いときでないと弱い光はよく見えないですよね。
Wikipediaの説明文の”夜明け前の空が青色のときには空には紫外線が満ちているので”に一意専頭してしまい他の状況を考えもしませんでした。

そしてつい先日「視覚とマンガ表現／著者: 牧野圭一、 上島豊」という本を読んでいて、ほぼこれではないかという答えがありました。どうやらオゾン層の影響によるものだそうです。
オゾン層は地上から10〜50kmに位置し「赤〜黄の光を吸収し、青い光は吸収しない」という特徴があるとのこと。
ですので光源である太陽が地球で隠れて見えなくなり、地平線（夜の境目）上空あたりのオゾン層が照らされているのをみると、青〜紫色の空が見える。
オゾン層は紫外線を吸収するうえに、赤や黄色の光も吸収するとは。オゾン層が取りこぼした紫外線と吸収せずに散乱された青い光（もちろん距離が遠いので弱いけれど）が私達に届くと。
そして、上空10〜50kmは地上に比べ30分ほど余分に太陽の光が当たるそうで、それが夜明け前・日没後「僅かな時間だけおこる現象」ということですね。

たしかにミー散乱やレイリー散乱では説明できない部分がありましたので、オゾン層も念頭に入れなくてはいけなかったのです。赤い光を吸収するとは知りませんでした。
本にあったのですが、「大気で光が散乱されて地球の夜側（こちら側）まで光が回り込んでいる」というのは間違いだそうです。
そのようにレイリー散乱で説明するのならば、日没後と夜明け前の空は（青い光はほとんど散乱しきっているのですから）赤いはずで、オゾン層が赤い光を吸収したから紫色に見えるのです。

お礼日時：2018/11/13 20:27

No.1 回答者： isa-098 回答日時： 2018/07/27 21:08

原理的には、

＞夜明け前や夜更け直後は、紫外線が大気によるレーリー散乱を可視光線よりも受けやすいため、光線中の紫外線の比強度が高い。

のです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%AB%E5%A4%96 …

雲が見えるのはミー散乱です。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9F%E3%83%BC …
可視光は殆ど散乱してしまいます。

一方レイリー散乱は空が青く見える現象で
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%82%A4 …
青、紫外線域を多く散乱させます。

単純に、雲が白い理由と空が青い理由を述べています。
次に、日の出前と日没後に発展して考査して下さい。

この回答へのお礼

お答えいただきありがとうございました。

ミー散乱・レイリー散乱について調べており、お返事が遅くなりました。
なんとなく、こうかなと思ったものを補足にまとめました。

お礼日時：2018/07/30 22:55