Le nuvole arcobaleno sono un fenomeno ottico relativamente raro. Può essere visto in tutte le stagioni, ma soprattutto spesso in autunno. Queste nuvole possono essere colorate in tutti i colori dello spettro.
Sono costituiti da piccole goccioline d'acqua quasi della stessa dimensione.
Quindi, quando il sole occupa una certa posizione nel cielo e allo stesso tempo è nascosto dietro nuvole sufficientemente dense, qualsiasi nuvola (trasparente) situata vicino ad esso può essere colorata con colori spettrali. Questo fenomeno è spiegato dal fatto che i fasci di luce di diverse lunghezze d'onda vengono deviati in modi diversi, il che significa che la luce di queste onde arriva all'osservatore da diverse direzioni.
La nuvola può diventare color arcobaleno completamente o solo ai bordi, può avere colori opachi o molto luminosi. In quest'ultimo caso, le goccioline delle nuvole devono avere le stesse dimensioni. Solo allora avrà colori ricchi.
Questo fenomeno si vede meglio su Altocumulus (soprattutto Altocumulus lenticular) e Cirrocumulus.
E ora più in dettaglio
Il periodo tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo ha dato all'umanità un'intera galassia di grandi scienziati nel campo della fisica nucleare, della genetica, della ricerca delle regioni polari. Ad esempio, l'obiettivo della spedizione di Robert Scott sulla Terra Nova in Antartide nel 1910-1912 non era solo una corsa sportiva al Polo Sud, ma anche studi geofisici completi del continente più meridionale della Terra. Così, George Simpson, un meteorologo dello staff della spedizione, sulla base dei risultati delle osservazioni di effetti ottici nelle nuvole, pubblicò nel 1912 il primo articolo dedicato a un fenomeno come l'irizzazione nelle nuvole (dal greco Iris, Iρις - arcobaleno), chiamato anche "nuvole arcobaleno".
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Le nuvole arcobaleno sono un fenomeno ottico piuttosto raro in cui nuvole molto sottili vicino al Sole sono colorate con colori spettrali. Di solito questi colori sono pastello, pallidi, ma in determinate condizioni possono essere molto luminosi. Simpson ha giustamente sottolineato che l'irizzazione è il tipo più comune di corone - un fenomeno ottico associato alla diffrazione della luce da gocce di acqua super raffreddata nelle nuvole e alla formazione di cerchi colorati in un velo nuvoloso attorno al Sole.
Al centro, le nuvole arcobaleno fanno parte di una corona fallita. E se le corone a tutti gli effetti nell'atmosfera sono estremamente rare, allora quasi tutti possono vedere le nuvole arcobaleno, l'importante è stare attenti! È meglio osservare le nuvole arcobaleno con occhiali scuri, in modo da non diventare ciechi, perché compaiono solo vicino al Sole, a una distanza di circa 3-15 °, in alcuni casi fino a 30 °. Ma se la stella è nascosta dietro qualcosa (dietro un'altra nuvola, dietro una montagna, ecc.), Allora l'iridescenza può essere vista ad occhio nudo.
Di solito c'è iridescenza ai bordi delle nuvole di cirri, cirrocumuli e altocumuli. La fonte di luce, a proposito, può essere non solo il Sole, ma anche la Luna. L'iride può essere vista sulle scie di condensa degli aeroplani e anche sulla sommità dei cumulonembi (sul cosiddetto velo o incudine). È vero, tali nuvole arcobaleno non promettono nulla di buono, al contrario, parlano di un imminente deterioramento del tempo! E molto spesso, l'iridescenza si verifica nelle nuvole lenticolari (lenticolari) degli altocumuli caratteristici delle aree montuose. L'aria in montagna è più pulita, praticamente priva di impurità; di conseguenza, è molto più difficile che le gocce d'acqua si trasformino in cristalli. Il fatto è che l'acqua super raffreddata è preferibile ai cristalli di ghiaccio per l'aspetto dell'iridescenza.
La luce solare che colpisce una goccia torbida o un cristallo di ghiaccio devia dalla propagazione in linea retta. In questo caso, l'entità della deflessione della luce dipende dalla lunghezza d'onda, quindi la diffrazione della luce solare porta sempre alla sua decomposizione in uno spettro. I cerchi colorati si formano attorno a ciascuna goccia a causa di questa singola dispersione. La loro luminosità è molto bassa ed è visibile solo per sovrapposizione. La dimensione dei cerchi colorati dipende non solo dalla lunghezza d'onda, ma anche dalle dimensioni dell'ostacolo (a proposito, il raggio delle particelle di nuvole può essere calcolato abbastanza accuratamente dalla distanza angolare dei cerchi dello stesso colore nelle corone dal Sole).
In una nuvola con una grande dispersione di particelle di dimensioni, i cerchi di colore si sovrapporranno e l'iridescenza scomparirà. Nelle nuvole otticamente dense, aumenta l'effetto associato alla dispersione multipla, che è anche "fatale" per l'effetto iridescenza. Pertanto, le nuvole otticamente sottili (o parti di nuvole) con una distribuzione monodispersa di particelle di nuvole di dimensioni e forma sono ideali per l'iridescenza. Maggiore è l'uniformità delle particelle della nuvola, più luminosi sono i colori della nuvola arcobaleno. Ed è più alto nelle gocce d'acqua. E hanno molto più successo in termini di dimensioni rispetto alle loro controparti di ghiaccio.
Per la formazione di nuvole arcobaleno, la dimensione delle particelle di nuvole deve essere 5-50 volte la lunghezza d'onda della luce, cioè da 3,5 a 35 µm per il rosso e da 2 a 20 µm per il blu. Le osservazioni mostrano che le nuvole arcobaleno più luminose si osservano in nuvole con una dimensione delle particelle di circa 10 micron o meno. E secondo le ultime osservazioni satellitari [8], la dimensione più comune dei cristalli di ghiaccio nelle nuvole è di circa 30-40 µm, sebbene si trovino cristalli di ghiaccio di dimensioni sia più piccole che più grandi (da 2–3 a 60-65 µm). La gamma di variabilità delle goccioline d'acqua nelle nuvole è più ristretta: da decimi a 30–40 µm, con le dimensioni delle goccioline più comuni comprese tra 2–3 µm e 10–15 µm. Sono queste gocce super raffreddate che sono ideali per la formazione di nuvole arcobaleno! A proposito, un altro fatto interessante:fu George Simpson, nel suo articolo del 1912, basato sulle osservazioni delle nuvole arcobaleno, che per primo confermò (anche se indirettamente) che l'acqua nelle nuvole è in uno stato di super raffreddamento. Le moderne osservazioni mostrano che fino a una temperatura di circa -15 ° C, le nuvole sono quasi interamente composte da goccioline d'acqua, fino a una temperatura di -40 ° C - sia goccioline d'acqua che cristalli di ghiaccio, e solo a una temperatura inferiore è l'acqua nella fase liquida in le nuvole non si verificano quasi mai. Nelle opere della prima metà del XX secolo, è stato indicato che le nuvole arcobaleno possono formarsi solo su gocce di acqua super raffreddata, ma negli ultimi decenni si è scoperto che i cristalli di ghiaccio possono anche portare alla formazione di nuvole arcobaleno. Le moderne osservazioni mostrano che fino a una temperatura di circa -15 ° C, le nuvole sono quasi interamente composte da goccioline d'acqua, fino a una temperatura di -40 ° C - sia goccioline d'acqua che cristalli di ghiaccio, e solo a una temperatura inferiore è l'acqua nella fase liquida in le nuvole non si verificano quasi mai. Nelle opere della prima metà del XX secolo, è stato indicato che le nuvole arcobaleno possono formarsi solo su gocce di acqua super raffreddata, ma negli ultimi decenni si è scoperto che i cristalli di ghiaccio possono anche portare alla formazione di nuvole arcobaleno. Le moderne osservazioni mostrano che fino a una temperatura di circa -15 ° C, le nuvole sono quasi interamente composte da goccioline d'acqua, fino a una temperatura di -40 ° C - sia goccioline d'acqua che cristalli di ghiaccio, e solo a una temperatura inferiore è l'acqua nella fase liquida in le nuvole non si verificano quasi mai. Nelle opere della prima metà del XX secolo, è stato indicato che le nuvole arcobaleno possono formarsi solo su gocce di acqua super raffreddata, ma negli ultimi decenni si è scoperto che i cristalli di ghiaccio possono anche portare alla formazione di nuvole arcobaleno.che le nuvole arcobaleno possono formarsi solo su goccioline di acqua super raffreddata, ma negli ultimi decenni è stato scoperto che i cristalli di ghiaccio possono anche portare alla formazione di nuvole arcobaleno.che le nuvole arcobaleno possono formarsi solo su goccioline di acqua super raffreddata, ma negli ultimi decenni è stato scoperto che i cristalli di ghiaccio possono anche portare alla formazione di nuvole arcobaleno.
Il fenomeno dell'iridescenza di cirri anormalmente alti e freddi, costituiti da cristalli di ghiaccio con una distribuzione dimensionale quasi monodispersa, è oggetto di studio attivo.
Queste nuvole si trovano vicino alla tropopausa (uno stretto strato di atmosfera che separa la troposfera dalla stratosfera), la loro temperatura è di circa –70… –75 ° C e la dimensione delle particelle di ghiaccio è di soli 2-5 micron. In uno degli ultimi lavori, gli scienziati americani hanno ipotizzato che questi cristalli di ghiaccio si siano formati a seguito della caduta di particelle di acido solforico dalla stratosfera, che fungono da una sorta di nuclei di condensazione per il vapore acqueo.
Lo zolfo entra nella stratosfera durante le grandi eruzioni vulcaniche, i vulcani tropicali sono particolarmente "buoni" per questo. Possono gettare zolfo nella stratosfera fino a un'altitudine di 20-30 km, qui lo zolfo si diffonde rapidamente in tutto il pianeta (grazie alla circolazione di Brewer-Dobson, che trasporta l'aria nella stratosfera dai tropici alle latitudini polari) e inizia a depositarsi lentamente nell'atmosfera inferiore. Il processo di cedimento può durare fino a 2-3 anni.
Gli aerosol di solfato nella stratosfera causano vari effetti ottici, che vanno dai tramonti e albe colorati ai cosiddetti anelli Bishop, un tipo di alone con un centro bianco-blu brillante e un margine rosso-marrone scuro. L'ultima potente eruzione è stata l'esplosione del Monte Pinatubo nel 1991, l'anno successivo è stato segnato da un vero e proprio tripudio di fenomeni luminosi nell'atmosfera.
Quindi, in Olanda, gli anelli di Bishop venivano registrati quasi ogni giorno, i meteorologi non li vedevano solo nei giorni con nuvole basse continue. È possibile che le nuvole arcobaleno siano state osservate più spesso, ma non ci sono informazioni dirette a riguardo: ad oggi non esiste una valutazione sistematica della climatologia (distribuzione spaziale, variazione annuale, cambiamenti interannuali, ecc.) Di questo fenomeno. Quindi per confermare l'influenza dei vulcani sulla formazione delle nuvole arcobaleno, a quanto pare, bisognerà attendere la prossima potente eruzione. Nel frattempo potete semplicemente godervi le foto che condividono con noi fortunati ricercatori di fenomeni naturali insoliti.
