เพราะเหตุใด....เมฆฝนถึงมีสีดำ?

           เวลาอากาศดีๆ ถ้าเรามองท้องฟ้าก็จะเห็นเมฆสีขาว ตัดกับท้องฟ้าสีฟ้าสดใส... แต่สงสัยไหมครับว่า ทำไมเวลาฝนใกล้จะตก จากปุยเมฆขาวสว่าง กลับกลายเป็นก้อนเมฆสีเทาเข้ม ไม่ก็กลายเป็นสีดำไปได้? ก่อนจะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นกับเมฆฝน ต้องเล่าย้อนกลับไป (ตามสไตล์ Perspective)ถึงที่มาว่า ทำไมท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า ทำไมเมฆจึงมีสีขาวเสียก่อนครับ

           แสงสีต่างๆที่เรามองเห็นตอนกลางวันนั้น ได้ความสว่างมาจากแสงอาทิตย์ ซึ่งแสงอาทิตย์ที่เราเห็นว่าเป็นสีขาวนั้น ประกอบขึ้นมาจากแสงทั้งหมดเจ็ดสีครับ และอย่างที่เราทราบกันว่าโลกของเรานั้นห่อหุ้มไปด้วยชั้นบรรยากาศ แสงอาทิตย์ที่ส่องมาถึงพื้นโลกนั้นก็ต้องเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศนี้เข้ามา บรรยากาศของโลกเรานั้นก็ประกอบไปด้วยก๊าซต่างๆ ฝุ่นละอองเล็กๆ และหยดน้ำขนาดจิ๋วๆ ซึ่งของเหล่านี้ที่ฟุ้งอยู่ในบรรยากาศนั้นมีขนาดเล็กกกก...มากๆครับ ซึ่งบังเอิญว่าขนาดของฝุ่นละอองที่ว่านี้พอเหมาะพอดีที่ทำให้แสงสีฟ้าที่ปนอยู่ในแสงอาทิตย์ฟุ้งกระเจิงได้ดี ในขณะที่ปล่อยให้แสงสีอื่นๆทะลุผ่านไปได้เกือบทั้งหมด (ฝุ่นยิ่งเล็กยิ่งกระเจิงแสงสีในช่วงคลื่นสั้นๆได้ดี แสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นสั้น ไล่แสงช่วงคลื่นสั้นไปยาวได้ตามสีของรุ้ง ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง นั่นแหละครับ) แสงสีฟ้าที่ฟุ้งกระเจิงไปทั่วด้วยฝุ่นจิ๋วๆนี้เองเป็นเหตุให้เรามองเห็นท้องฟ้ามีสีฟ้าครับ

           จากนั้นแสงอาทิตย์ก็เดินทางต่อมาอีก (แสงสีฟ้าที่กระเจิงไปทั่วก็ไม่ได้หายไปไหนครับ มันก็มาเจอกับอีกหกสีที่ทะลุผ่านบรรยากาศมาอยู่ดี) ทีนี้แสงอาทิตย์ก็เดินทางมาถึงก้อนเมฆที่ลอยล่องอยู่บนฟ้า ซึ่งก้อนเมฆนั้นก็คือไอน้ำ หยดน้ำ รวมถึงเกล็ดน้ำแข็งเล็กๆ ซึ่งเมื่อเทียบกับฝุ่นละอองก่อนหน้านี้ก็ถือว่ามีขนาดค่อนข้างใหญ่ ใหญ่พอจะกระเจิงแสงได้ทุกช่วงความยาวคลื่น แสงอาทิตย์ที่ทะลุผ่านเมฆจึงกระเจิงทุกๆช่วงคลื่นออกมาทั้งหมดเท่าๆกัน แสงทั้งหมดที่กระเจิงออกจากก้อนเมฆก็มารวมกันเป็นแสงสีขาว เป็นเหตุให้เราเห็นเมฆบนฟ้ามีสีขาวนั่นเองครับ แล้วเกิดอะไรขึ้นกับเมฆฝนล่ะ? จริงๆแล้วจะต้องบอกว่าเมฆฝนนั้นก็ยังมีสีขาวอยู่ดีนั่นแหละครับ เพียงแต่อยู่ที่มุมมองของเราต่างหาก! โดยเมฆฝนส่วนมากนั้นจะก้อนโต ลอยต่ำ และแผ่ฐานกว้างออก จนเรามักจะไปอยู่ใต้มันได้ง่ายๆ นอกจากฐานจะแผ่กว้างแล้ว ธรรมชาติของเมฆฝนยังทะยานตั้งสูงขึ้นหนาเป็นสิบกิโลเมตรเลยอีกด้วย และเมฆฝนนั้นจะอุดมไปด้วยหยดน้ำและเกล็ดน้ำแข็งจนมีความหนาแน่นสูงกว่าเมฆธรรมดามากๆ ด้วยความหนานับสิบกิโลฯและอุดมไปด้วยหยดน้ำกับเกล็ดน้ำแข็งมากมายนี้เอง แสงอาทิตย์จึงต้องใช้ระยะทางมากจากยอดเมฆผ่านมายังฐานเมฆ ซึ่งในขณะที่เดินทางอยู่ในก้อนเมฆนั้นก็ทั้งหักเหผ่านหยดน้ำ สะท้อนชิ่งกลับไปหักเหในหยดน้ำอีกหยด ชิ่งออกมาอีกหยด วนอยู่หลายต่อหลายเที่ยว ซึ่งทุกครั้งที่ผ่านเข้าไปในหยดน้ำแต่ละหยด พลังงานแสงก็ถูกหยดน้ำดูดซับไว้ทีละนิดทีละหน่อย กว่าจะหลุดรอดออกมาใต้ฐานเมฆได้ก็เหลือน้อยเต็มที เราจึงเห็นฐานเมฆไม่ค่อยสว่างเมื่อเทียบกับท้องฟ้าบริเวณอื่นๆนั่นเองครับ ซึ่งถ้าเราได้เห็นเมฆฝนจากด้านบนเช่นเวลาเราอยู่บนเครื่องบิน หรือมองดูยอดเมฆฝนไกลๆ มันก็ยังขาวจั๊วะอยู่ดีครับ

           ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อมีบางหย่อมที่ฟ้ายังสว่าง เทียบคู่กับฐานเมฆมืดๆ ยังทำให้เรารู้สึกไปว่าเมฆฝนนั้นดำมืดกว่าที่มันเป็นจริงอีกด้วยครับ ปรากฎการณ์นี้ก็เหมือนกับเวลาเราดูทีวี สังเกตุว่าเมื่อเราปิดทีวี เราจะเห็นว่าจอทีวีนั้นมีสีเทาเข้มๆ ไม่ได้ดำสนิท ครั้นเมื่อเปิดทีวี และมีภาพสิ่งของที่มีสีดำ(เช่นผมบนศีรษะ)เรากลับรู้สึกว่าบริเวณนั้นของจอทีวีดูดำสนิท ทั้งๆที่มันไม่สามารถจะเข้มไปกว่าจอทีวีเทาๆตอนที่ไม่ได้เปิดไปได้ ทั้งนี้เพราะสมองเราเอาความสว่างของบริเวณข้างๆไปเปรียบกับสีเทามืดๆนั่นเองครับ ยิ่งความเปรียบต่างของความสว่างและมืดมีมาก เราก็จะรู้สึกไปว่าบริเวณที่มืด จะมืดเกินกว่าความเป็นจริง เมฆฝนบนฟ้า จึงดูมืดทะมึน เมื่อเทียบกับส่วนสว่างข้างๆนั่นเองครับ

ที่มา : mcot