Когда Солнце уходит за горизонт и на небе появляются бледные звёзды, некоторым счастливчикам может повезти увидеть редкое оптическое явление – зелёный луч, вспышку, которая случается сразу же после заката. Его также возможно наблюдать перед рассветом. Какова же природа этого феномена?

Как и многие другие цветные «представления» в земном небе вроде радуги, зелёный луч также является проявлением дисперсии солнечного света – его разложения в спектр. Поскольку солнечный свет включает в себя все длины волн видимого света, изначально он выглядит просто белым. Однако при его прохождении через плотную среду, например, через стакан воды, под различными углами волны разной длины начинают разделяться и преломляться. Это явление называется рефракцией. Земная атмосфера состоит из различных газов, которые имеют разную плотность и могут по-разному преломлять свет.

Благодаря атмосферной рефракции порой мы видим радугу и радужное гало вокруг Солнца, миражи на расстоянии и пр. Этот феномен особенно заметен, когда светило приближается к горизонту. Как следствие, солнечный свет проходит через атмосферу под максимально острым углом, и именно в этот момент есть шанс увидеть зелёный луч. При разложении в спектр последнего луча звезды последней мы должны были бы увидеть вспышку фиолетового цвета, однако из-за сильного рассеивания коротковолновых лучей – фиолетовых, синих и голубых – до земной поверхности доходит лишь свет яркого изумрудного цвета. Кроме того, в отдельных случаях, а именно, когда наблюдатель видит закат у широкого водоёма (моря, океана и пр.), зелёный свет может показаться в верхней части солнечного диска, пока тот ещё не скрылся за горизонтом.

Увидеть редчайшую зелёную вспышку возможно при соблюдении ряда условий. Прежде всего наблюдателю необходимо иметь максимально беспрепятственный вид на горизонт, чтобы ничего не помешало увидеть момент исчезновения солнечного диска. Наиболее вероятно такой вид встретить в горах или на побережье. Шанс лицезреть зелёный луч возрастает в тёплую спокойную погоду, когда слой тёплого воздуха лежит на более прохладной воде: эти условия способствуют усилению рефракции солнечного света. К тому же вероятность возникновения феномена сильно зависит от локального состояния атмосферы. Так, например, некоторые летучие частицы могут способствовать более сильному рассеиванию синих и фиолетовых волн, тем самым делая зелёный свет более заметным. Метеоролог Ян Нулл рекомендует наблюдать закат не напрямую, но вооружиться камерой, подзорной трубой, биноклем или телескопом, наведя прибор на точку восхода / заката: оптический зум делает даже небольшую зелёную вспышку более выразительной.

Стоит отметить, что продолжительность феномена, как правило, составляет лишь считанные секунды. Однако в исключительных случаях зелёный луч может оставаться в небе и на протяжении пары минут. Более чем за 45 лет «охоты» за этим явлением и попыток его задокументировать Нулл сталкивался с долгими зелёными вспышками всего пару раз. По словам метеоролога, такое происходит лишь при максимальной стабильности воздушных масс в поле зрения наблюдателя, что встречается чрезвычайно редко.