Tęczowe chmury są stosunkowo rzadkim zjawiskiem optycznym. Można go zobaczyć o każdej porze roku, ale szczególnie często jesienią. Te chmury mogą być zabarwione na wszystkie kolory widma.
Składają się z małych kropelek wody o prawie tej samej wielkości.
Tak więc, gdy słońce zajmuje określoną pozycję na niebie, a jednocześnie jest schowane za wystarczająco gęstymi chmurami, wówczas każda (przezroczysta) chmura znajdująca się w pobliżu może zostać pokolorowana na kolory spektralne. Zjawisko to tłumaczy się tym, że wiązki światła o różnych długościach fal są odchylane na różne sposoby, co oznacza, że światło tych fal dociera do obserwatora z różnych kierunków.
Chmura może stać się tęczowa w całości lub tylko na krawędziach, może mieć matowe kolory lub bardzo jasne. W tym drugim przypadku kropelki chmury muszą mieć ten sam rozmiar. Tylko wtedy będzie miał bogate kolory.
Zjawisko to najlepiej widać na Altocumulus (zwłaszcza Altocumulus lenticular) i Cirrocumulus.
A teraz bardziej szczegółowo
Okres końca XIX - początku XX wieku dał ludzkości całą galaktykę wielkich naukowców w dziedzinie fizyki jądrowej, genetyki, badań regionów polarnych. Na przykład celem wyprawy Roberta Scotta na Terra Nova na Antarktydę w latach 1910–1912 była nie tylko sportowa wyprawa na biegun południowy, ale także kompleksowe badania geofizyczne najbardziej wysuniętego na południe kontynentu Ziemi. Tak więc George Simpson, meteorolog sztabowy wyprawy, na podstawie wyników obserwacji efektów optycznych w chmurach, opublikował w 1912 r. Pierwszy artykuł poświęcony takiemu zjawisku, jak iryzacja w chmurach (z greckiej tęczówki, Iρις - tęcza), zwanej też „tęczowymi chmurami”.
Film promocyjny:
Tęczowe chmury są raczej rzadkim zjawiskiem optycznym, w którym bardzo cienkie chmury w pobliżu Słońca są zabarwione na kolory spektralne. Zwykle te kolory są pastelowe, blade, ale w pewnych warunkach mogą być bardzo jasne. Simpson słusznie zwrócił uwagę, że irysowanie jest najpowszechniejszym rodzajem koron - zjawiskiem optycznym związanym z dyfrakcją światła przez krople przechłodzonej wody w chmurach i tworzeniem się kolorowych kręgów w mętnej zasłonie wokół Słońca.
W istocie tęczowe chmury są częścią nieudanej korony. A jeśli pełnoprawne korony w atmosferze są niezwykle rzadkie, to prawie każdy może zobaczyć tęczowe chmury, najważniejsze jest, aby zachować ostrożność! Najlepiej jest obserwować tęczowe chmury w ciemnych okularach, aby nie oślepnąć, bo pojawiają się one tylko w pobliżu Słońca, w odległości około 3-15 °, w niektórych przypadkach do 30 °. Ale jeśli gwiazda jest za czymś schowana (za inną chmurą, za górą itp.), To opalizację można zobaczyć gołym okiem.
Opalizacja występuje zwykle na krawędziach chmur Cirrus, Cirrocumulus i Altocumulus. Nawiasem mówiąc, źródłem światła może być nie tylko Słońce, ale także Księżyc. Tęczówki można zobaczyć na śladach kondensacji w samolotach, a także na szczycie chmur cumulonimbus (na tzw. Zasłonie lub kowadle). To prawda, że takie tęczowe chmury nie wróżą dobrze, wręcz przeciwnie, mówią o rychłym pogorszeniu się pogody! Najczęściej opalizacja występuje w chmurach soczewkowatych (soczewkowatych) altocumulus charakterystycznych dla terenów górskich. Powietrze w górach jest czystsze, praktycznie wolne od zanieczyszczeń, przez co kropelki wody znacznie trudniej przekształcić się w kryształy. Faktem jest, że przechłodzona woda jest lepsza niż kryształki lodu ze względu na opalizację.
Światło słoneczne padające na mętną kroplę lub kryształki lodu odchyla się od propagacji w linii prostej. W tym przypadku wielkość odchylenia światła zależy od długości fali, więc dyfrakcja światła słonecznego zawsze prowadzi do jego rozkładu na widmo. Z powodu tego pojedynczego rozproszenia wokół każdej kropli tworzą się kolorowe kółka. Ich jasność jest bardzo niska i jest widoczna tylko w wyniku superpozycji. Rozmiar kolorowych kół zależy nie tylko od długości fali, ale także od wielkości przeszkody (nawiasem mówiąc, dzięki odległości kątowej kół tego samego koloru w koronach od Słońca można dość dokładnie obliczyć promień cząstek chmur).
W chmurze o dużym rozproszeniu cząstek kolorowe koła będą się na siebie nakładać, a opalizacja zniknie. W optycznie gęstych chmurach efekt związany z wielokrotnym rozpraszaniem wzrasta, co jest również „śmiertelne” dla efektu opalizacji. Zatem optycznie cienkie chmury (lub części chmur) z monodyspersyjnym rozkładem cząstek chmur pod względem wielkości i kształtu są idealne do opalizacji. Im wyższa jednorodność cząstek chmur, tym jaśniejsze kolory chmury tęczowej. I jest wyższy w kroplach wody. I są znacznie bardziej udane pod względem wielkości niż ich lodowe odpowiedniki.
Aby powstały tęczowe chmury, wielkość cząstek chmur musi być 5-50 razy większa od długości fali światła, to znaczy od 3,5 do 35 µm dla czerwieni i 2 do 20 µm dla niebieskiego. Obserwacje pokazują, że najjaśniejsze chmury tęczowe obserwuje się w chmurach o wielkości cząstek około 10 mikronów lub mniejszej. A według najnowszych danych z obserwacji satelitarnych [8] najczęstszy rozmiar kryształków lodu w chmurach wynosi około 30–40 µm, chociaż występują zarówno mniejsze, jak i większe rozmiary (od 2–3 do 60–65 µm). Zakres zmienności kropel wody w chmurach jest węższy: od dziesiątych do 30–40 µm, przy czym najczęściej spotykane rozmiary kropel mieszczą się w przedziale 2–3 µm i 10–15 µm. To właśnie te przechłodzone krople są idealne do tworzenia tęczowych chmur! Nawiasem mówiąc, kolejny interesujący fakt:to George Simpson w swojej pracy z 1912 roku, opartej na obserwacjach tęczowych chmur, jako pierwszy potwierdził (aczkolwiek pośrednio), że woda w chmurach jest w stanie przechłodzonym. Współczesne obserwacje pokazują, że do temperatury około -15 ° C chmury prawie w całości składają się z kropelek wody, do temperatury -40 ° C - zarówno kropelek wody, jak i kryształków lodu, a tylko w niższej temperaturze woda w fazie ciekłej chmury prawie nigdy nie występują. W pracach z pierwszej połowy XX wieku wskazano, że chmury tęczowe mogą tworzyć się tylko na kroplach przechłodzonej wody, ale w ostatnich dziesięcioleciach odkryto, że kryształki lodu mogą również prowadzić do powstawania chmur tęczowych. Współczesne obserwacje pokazują, że do temperatury około -15 ° C chmury prawie w całości składają się z kropelek wody, do temperatury -40 ° C - zarówno kropelek wody, jak i kryształków lodu, a tylko w niższej temperaturze woda w fazie ciekłej chmury prawie nigdy nie występują. W pracach z pierwszej połowy XX wieku wskazano, że chmury tęczowe mogą tworzyć się tylko na kroplach przechłodzonej wody, ale w ostatnich dziesięcioleciach odkryto, że kryształki lodu mogą również prowadzić do powstawania chmur tęczowych. Współczesne obserwacje pokazują, że do temperatury około -15 ° C chmury prawie w całości składają się z kropelek wody, do temperatury -40 ° C - zarówno kropelek wody, jak i kryształków lodu, a tylko w niższej temperaturze woda w fazie ciekłej chmury prawie nigdy nie występują. W pracach z pierwszej połowy XX wieku wskazano, że chmury tęczowe mogą tworzyć się tylko na kroplach przechłodzonej wody, ale w ostatnich dziesięcioleciach odkryto, że kryształki lodu mogą również prowadzić do powstawania chmur tęczowych.że tęczowe chmury mogą tworzyć się tylko na kropelkach przechłodzonej wody, ale w ostatnich dziesięcioleciach odkryto, że kryształki lodu mogą również prowadzić do tworzenia się tęczowych chmur.że tęczowe chmury mogą tworzyć się tylko na kropelkach przechłodzonej wody, ale w ostatnich dziesięcioleciach odkryto, że kryształki lodu mogą również prowadzić do tworzenia się tęczowych chmur.
Aktywnie badane jest zjawisko opalizacji nienormalnie wysokich i zimnych chmur Cirrus, składających się z kryształków lodu o niemal monodyspersyjnym rozkładzie wielkości.
Chmury te znajdują się w pobliżu tropopauzy (wąskiej warstwy atmosfery oddzielającej troposferę i stratosferę), ich temperatura wynosi około –70… –75 ° C, a wielkość cząstek lodu to zaledwie 2–5 mikronów. W jednej z najnowszych prac amerykańscy naukowcy przyjęli założenie, że te kryształki lodu powstały w wyniku zrzucania ze stratosfery cząstek kwasu siarkowego, które służą jako rodzaj jąder kondensacji pary wodnej.
Siarka przedostaje się do stratosfery podczas dużych erupcji wulkanów, szczególnie „dobre” są do tego tropikalne wulkany. Mogą wyrzucać siarkę do stratosfery na wysokość 20-30 km, tutaj siarka szybko rozprzestrzenia się po całej planecie (dzięki cyrkulacji Brewera-Dobsona, która transportuje powietrze w stratosferze z tropików na szerokości geograficzne polarne) i zaczyna powoli osiadać w niższych warstwach atmosfery. Proces osiadania może trwać do 2-3 lat.
Aerozole siarczanowe w stratosferze wywołują różne efekty optyczne, od kolorowych zachodów i wschodów słońca po tak zwane pierścienie biskupie - rodzaj aureoli z jasnoniebiesko-białym środkiem i ciemnoczerwono-brązową obwódką. Ostatnią potężną erupcją była eksplozja góry Pinatubo w 1991 roku, następny rok upłynął pod znakiem prawdziwego zamieszania lekkich zjawisk w atmosferze.
Tak więc w Holandii pierścienie Bishopa rejestrowano prawie codziennie, prognostycy nie widzieli ich tylko w dni z ciągłymi niskimi chmurami. Możliwe, że tęczowe chmury obserwowano częściej, ale nie ma o tym bezpośredniej informacji: do tej pory nie ma systematycznej oceny klimatologii (rozmieszczenie przestrzenne, zmienność roczna, zmiany międzyroczne itp.) Tego zjawiska. Wydaje się więc, że aby potwierdzić wpływ wulkanów na powstawanie tęczowych chmur, będzie musiał poczekać na kolejną potężną erupcję. W międzyczasie możesz po prostu cieszyć się zdjęciami, które udostępniają nam szczęśliwi badacze niezwykłych zjawisk przyrodniczych.