Феномен радужных облаков — что это такое и где их можно увидеть
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Для того чтобы радужные облака сформировались, требуется сразу целый набор условий. Солнце должно быть поднято на 58 градусов или выше, на небе уже должны присутствовать перистые облака с пластинчатыми кристаллами льда, и солнечные свет должен проникать в кристаллы льда под определенным углом.
Иначе говоря, тяжелые грозовые тучи никогда не бывают радужными — для этого они слишком плотные. А вот если на «высоком» небе виднеются отдельные «перышки» или «клочки» облаков, то у тех, которые находятся ближе всего к светящему солнцу, есть возможность окраситься в радужные цвета. Иногда радуга возникает даже в конденсационных следах самолетов.
Также важно, где именно находится наблюдатель. Радужные облака невозможно увидеть, если человек находится севернее 55-й параллели северой широты (то есть севернее Дании или севернее города Омска) или южнее 55-1 параллели южной широты (то есть в районе Антарктики).
Еще одна сложность — это то, что такие облака находятся в непосредственной близости к солнцу — в 3-17 градусах от него. Смотреть на солнце трудно, поэтому увидеть в такой близости от него радугу можно разве что через темные глаза или с помощью закопченного стекла. Иногда так получается, что солнце закрывается другим облаком, и радужное облако становится более видным и более ярким. Иногда расстояние доходит до 30 градусов — тогда радужные облака видны и невооруженным глазом.
Так что же такое радужные облака? Это, на самом деле, самые обычные облака, просто свет в них для наблюдателя преломляется в виде спектра. Такое преломление называется иризацией. Для ее возникновения нужно наличие охлажденных каплей воды, которые находятся на грани превращения в кристаллы льда. Такое чаще всего бывает в гористой местности — там воздух обычно без примесей, и капли воды в облаках дольше остаются в жидком состоянии. Именно через такие капли свет иризуется и человек на земле видит радугу.
Источник
Радужные облака: когда и почему они появляются
Радужные облака — это относительно редкое оптическое явление. Его можно наблюдать во все времена года, однако особенно часто — осенью.
Так, когда солнце занимает определенное положение на небе, и при этом спрятано за достаточно плотными облаками, то любое (прозрачное) облако, находящееся вблизи него, может окраситься в спектральные цвета. Это явление объясняется тем, что лучи света разных длин волн отклоняются по-разному, а значит, и свет этих волн приходит к наблюдателю с разных направлений.
Облако может стать радужным полностью или только по краям, может иметь тусклые цвета или очень яркие. В последнем случае нужно, чтобы капли облака были одинакового размера. Только тогда оно будет обладать насыщенными цветами.
Лучше всего это явление заметно на высоко-кучевых (особенно на высоко-кучевых чечевицеобразных) и перисто-кучевых облаках.
Узнайте, почему зимой Зеленое озеро становится парком.
Город с купюры: тестируем смартфон realme GT Neo2 в Хабаровске
Хозяева времени: как часы привели нас в будущее
Испытать снежность: 7 причин провести зимние каникулы в Челябинской области
Как провести длинные выходные в Дрездене и окрестностях
Источник
Секреты радуги, или Какого цвета бывают облака?
В мифах некоторых северных народов рассказывается о персонажах, которые живут в замке, расположенном среди пятицветных облаков. Как и фольклорная, детская фантазия также стремится к красочному изобилию, расцвечивая тучи во всевозможные оттенки. А какого цвета на самом деле могут быть облака?
Фото: PublicDomainPictures, pixabay.com
Серого, розового, фиолетового, зеленого… Подсвеченные солнцем на закате, они могут стать практически любого оттенка. А случалось ли вам видеть облака всех цветов сразу?
Такое явление природы, когда в облаках будто бы радуга растворилась, называется иризация. У греков была богиня радуги Ирида, а сама радуга по-гречески зовется «ирис». «Зарадуживание» облаков — весьма редкое природное явление, наблюдать которое, как правило, удается в горной местности. Поэтому чаще всего с этим оптическим колдовством знакомятся горнолыжники, сноубордисты, туристы-альпинисты и т. д.
Нам привычнее всего видеть облака серо-белые. Но не стоит забывать, что белый цвет включает и все остальные. И когда создаются подходящие условия, происходит вот такое волшебство — разложение солнечного спектра на семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.
Почему в горах? Там воздух обычно чище, чем в других местах, и содержит минимум примесей. Охлажденная вода в облаках кристаллизуется медленнее. И благодаря тому, что она не стразу превращается в кристаллики льда, становится возможна облачная радуга.
Тонкие облака ловят солнечный свет, и в момент его прохождения через легкую водяную взвесь происходит его дифракция. Подобно тому, как трехгранная призма, преломляя лучи, позволяет увидеть в отдельности волны света разной длины, так и тонкое облачное покрывало служит волшебной преградой для световых лучей.
Фото: kareni, pixabay.com
Иногда многоцветьем переливаются самые обычные кучевые облака. А бывает, что словно легкие шифоновые шарфы, развевающиеся на ветру, радужные облака, благодаря движению ветра постоянно меняют свой рисунок, превращаясь в причудливое многоцветное кружево.
Кстати, вы можете провести старинный, но интересный физический эксперимент с «радугой», чтобы воочию убедиться в том, что белый цвет включает в себя всю палитру оттенков. Для этого нужно взять маленький картонный кружок, сантиметров пять-шесть в диаметре. Разделите круг на семь равных по размеру секторов, а затем каждый закрасьте в отдельный цвет. Причем раскрашивайте «дольки» круга с учетом того порядка, какой цвета имеют в радуге. «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» — эта подсказка вам поможет.
Когда кружок будет готов, в самом центре сделайте отверстие. Разместите «круглую радугу» на острие ручки или циркуля и вращайте! При движении круга вы увидите, что все цвета слились в один светло-серый, или, как его еще называют художники, ослабленный белый. Таким способом можно убедиться, что в белом действительно «спрятаны» все цвета.
Что касается радуги, то интересно, что она может возникнуть в облаках не только под влиянием солнечного света, но и лунного. А еще похожее явление можно наблюдать и на конденсационном следе от самолета.
В действительности с явлением иризации облаков можно столкнуться в любой местности и в любой части земного шара. Будьте наблюдательны, и природа обязательно удивит вас чудесами!
Источник
Радужные облака: что, где, когда?
Александр Чернокульский, канд. физ.-мат. наук, н.с. Института физики атмосферы им. A. M. Обухова РАН, рассказывает об облаках, радующих наш глаз. Олег Бартунов из ГАИШ любезно предоставил для статьи свои фотографии. 6 февраля 2014 года Александру вместе с его коллегами по Институту Мирсеидом Габиль-оглы и Александром Тимажаевым была вручена премия правительства Москвы для молодых ученых. Наградой в номинации «Науки о Земле» было отмечено исследование циркуляционных и облачных режимов в регионах России и Арктики и их роль в формировании экстремальных погодно-климатических явлений.
Период конца XIX — начала XX веков подарил человечеству целую плеяду великих ученых в области ядерной физики, генетики, исследований полярных областей. Например, целью экспедиции Роберта Скотта на «Терра Нове» в Антарктиду в 1910–1912 годах был не только спортивный бросок к Южному полюсу, но и комплексные геофизические исследования самого южного континента Земли. Так, Джордж Симпсон, штатный метеоролог экспедиции, по результатам наблюдений за оптическими эффектами в облаках опубликовал в 1912 году первую статью [1], посвященную такому явлению как иризация в облаках (от греческого Ирис, Iρις — радуга), еще называемому «радужными облаками».
Радужные облака — довольно редкое оптическое явление, при котором очень тонкие облака, находящиеся вблизи Солнца, окрашиваются в спектральные цвета. Обычно эти цвета пастельные, бледные, но при определенных условиях могут быть и очень яркими. Симпсон справедливо указал на то, что иризация является наиболее распространенным видом венцов — оптического явления, связанного с дифракцией света на каплях переохлажденной воды в облаках и образованием цветных кругов в облачной пелене вокруг Солнца.
По своей сути, радужные облака — это части несостоявшихся венцов [2]. И если полноценные венцы в атмосфере встречаются крайне редко, то радужные облака увидеть можно почти каждому, главное — быть внимательным! Наблюдать за радужными облаками лучше всего в темных очках, чтобы не ослепнуть, ведь появляются они только вблизи Солнца, на расстоянии около 3–15°, в отдельных случаях до 30°. Но если светило скрыто за чем-то (за другим облаком, за горой и т. д.), то иризацию можно увидеть и невооруженным глазом.
Наблюдается иризация обычно на краях перистых, перисто-кучевых и высоко-кучевых облаков. Источником света, кстати, может быть не только Солнце, но и Луна [3]. Иризацию можно увидеть на конденсационных следах самолетов [4], а еще — на верхней части кучево-дождевых облаков (на так называемой вуали или наковальне). Правда, такие радужные облака не предвещают ничего радужного, напротив, они говорят о скором ухудшении погоды! А чаще всего иризация встречается в высоко-кучевых линзовидных (лентикулярных) облаках, характерных для горных местностей [5]. Воздух в горах более чистый, практически без примесей, в результате водным каплям гораздо труднее переходить в кристаллы. Дело в том, что для появления иризации переохлажденная вода предпочтительнее ледяных кристаллов.
Солнечный свет, попадая на облачную каплю или кристаллик льда, отклоняется от распространения по прямой линии. При этом величина отклонения света зависит от длины волны, поэтому дифракция солнечного света всегда приводит к его разложению в спектр. Вокруг каждой капли за счет такого однократного рассеяния формируются цветные круги. Их яркость очень мала и видна только в результате суперпозиции. Размер цветовых кругов зависит не только от длины волны, но и от размера препятствия (кстати, по угловому расстоянию кругов одного цвета в венцах от Солнца можно достаточно точно рассчитать радиус облачных частиц).
В облаке с большим разбросом частиц по размеру цветовые круги будут накладываться друг на друга и иризация пропадет. В оптически плотных облаках возрастает эффект, связанный с многократным рассеиванием, что тоже «смертельно» для эффекта радужности. Таким образом, идеальными для иризации являются оптически тонкие облака (или части облаков) с монодисперсным распределением облачных частиц по размеру и форме. Чем выше такая однородность облачных частиц, тем ярче цвета у радужного облака. И выше она именно у водных капель. Да и размером они куда удачнее своих ледяных собратьев.
Для образования радужных облаков размер облачных частиц должен быть в 5–50 раз больше длины световой волны [6, 7], то есть от 3,5 до 35 мкм для красного и от 2 до 20 мкм для синего цвета. Наблюдения показывают, что наиболее яркие радужные облака отмечаются в облаках с размером частиц около 10 мкм и меньше. А согласно последним данным спутниковых наблюдений [8], наиболее распространенный размер кристаллов льда в облаках — около 30–40 мкм, хотя встречаются ледяные кристаллы и меньших и больших размеров (от 2–3 до 60–65 мкм). Диапазон изменчивости капель воды в облаках уже: от десятых долей до 30–40 мкм, при этом чаще всего встречаются размеры капель в диапазонах 2–3 мкм и 10–15 мкм. Именно такие переохлажденные капли и являются идеальными для образования радужных облаков! Кстати, еще один интересный факт: именно Джордж Симпсон в своей статье 1912 года на основании наблюдений за радужными облаками первым подтвердил (хотя и косвенно), что вода в облаках находится в переохлажденном состоянии. Современные наблюдения показывают, что примерно до температуры около –15°C облака практически полностью состоят из капель воды, до температуры –40°C — как из капель воды, так и из кристаллов льда, и лишь при более низкой температуре вода в жидкой фазе в облаках почти не встречается [9]. В работах первой половины XX века указывалось, что радужные облака могут формироваться только на каплях переохлажденной воды, однако в последние десятилетия было обнаружено, что и ледяные кристаллы могут приводить к формированию радужных облаков.
Когда?
Сейчас активно изучается явление иризации аномально высоких и холодных перистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов, которые имеют почти монодисперсное распределение по размеру. Расположены эти облака вблизи тропопаузы (узкого слоя атмосферы, разделяющего тропосферу и стратосферу), их температура около –70. –75°C, а размер ледяных частиц всего 2–5 мкм. В одной из последних работ американские ученые сделали предположение, что эти ледяные кристаллы образовались в результате опускания из стратосферы частиц серной кислоты, которые служат своеобразными ядрами конденсации для водяного пара.
В стратосферу сера попадает во время крупных извержений вулканов, особенно «хороши» для этого тропические вулканы. Они могут забросить серу в стратосферу на высоту до 20–30 км, здесь сера быстро распространяется по всей планете (благодаря циркуляции Брюера — Добсона, которая переносит воздух в стратосфере из тропиков в полярные широты) и начинает медленно оседать в нижние слои атмосферы. Процесс оседания может продолжаться до 2–3 лет.
Сульфатные аэрозоли в стратосфере вызывают различные оптические эффекты, начиная от красочных закатов и рассветов, заканчивая так называемыми кольцами Бишопа — разновидностью гало с бело-голубым ярким центром и темной красно-коричневой окраиной. Последним мощным извержением является взрыв вулкана Пинатубо в 1991 году, следующий год ознаменовался настоящим буйством световых явлений в атмосфере.
Так, в Голландии кольца Бишопа регистрировались практически каждый день [10], синоптики не видели их только в дни со сплошной низкой облачностью. Возможно, что и радужные облака наблюдались чаще, однако прямых сведений об этом нет: на сегодняшний день какая-либо систематическая оценка климатологии (пространственного распределения, годового хода, межгодовых изменений и т. д.) этого явления отсутствует. Так что для подтверждения влияния вулканов на образование радужных облаков, похоже, придется ждать следующего мощного извержения. А пока можно просто наслаждаться фотографиями, которыми делятся с нами везучие исследователи необычных природных явлений.
Источник
