Regnbågsmoln är ett relativt sällsynt optiskt fenomen. Det kan ses under alla säsonger, men särskilt ofta på hösten. Dessa moln kan färgas i alla färger i spektrumet.
De består av små vattendroppar av nästan samma storlek.
Så när solen upptar en viss position på himlen, och samtidigt är gömd bakom tillräckligt täta moln, kan alla (transparenta) moln som ligger nära den färgas i spektrala färger. Detta fenomen förklaras av att ljusstrålar med olika våglängder avböjs på olika sätt, vilket innebär att ljuset från dessa vågor kommer till observatören från olika riktningar.
Molnet kan bli regnbågefärgat helt eller bara i kanterna, kan ha tråkiga färger eller mycket ljusa. I det senare fallet behöver molndropparna ha samma storlek. Först då har den rika färger.
Detta fenomen ses bäst på Altocumulus (särskilt Altocumulus lenticular) och Cirrocumulus.
Och nu mer i detalj
Perioden i slutet av XIX - tidiga XX århundraden gav mänskligheten en hel galax av stora forskare inom området kärnfysik, genetik, forskning om polära regioner. Exempelvis var syftet med expeditionen av Robert Scott på Terra Nova till Antarktis 1910-1912 inte bara en idrottsrus till Sydpolen, utan också komplexa geofysiska studier av jordens sydligaste kontinent. Så George Simpson, en personalmeteorolog för expeditionen, baserat på resultaten av observationer av optiska effekter i molnen, publicerade 1912 den första artikeln som ägnades åt ett sådant fenomen som irisation i molnen (från den grekiska Iris, Iρις - regnbåge), också kallad "regnbågsmoln".
Kampanjvideo:
Regnbåge moln är ett ganska sällsynt optiskt fenomen där mycket tunna moln nära solen är färgade i spektrala färger. Vanligtvis är dessa färger pastell, bleka, men under vissa förhållanden kan de vara mycket ljusa. Simpson påpekade med rätta att irisation är den vanligaste typen av kronor - ett optiskt fenomen förknippat med diffraktion av ljus genom droppar av superkylt vatten i moln och bildandet av färgade cirklar i en molnig slöja runt solen.
I deras kärna är regnbåge moln en del av en misslyckad krona. Och om fullfjädrada kronor i atmosfären är extremt sällsynta, så kan nästan alla se regnbågmoln, det viktigaste är att vara försiktig! Det är bäst att observera regnbågens moln i mörka glasögon, för att inte bli blinda, eftersom de bara visas nära solen, på ett avstånd av cirka 3-15 °, i vissa fall upp till 30 °. Men om stjärnan är gömd bakom något (bakom ett annat moln, bakom ett berg etc.), kan iriseringen ses med blotta ögat.
Det finns irisercence vanligtvis på kanterna av cirrus, cirrocumulus och altocumulus moln. Ljuskällan kan förresten inte bara vara solen utan också månen. Iris kan ses på flygplanskondensationsspår och även på toppen av cumulonimbusmoln (på den så kallade slöjan eller städet). Det är sant att sådana regnbågsmoln inte lovar bra, tvärtom, de talar om en överhängande försämring av vädret! Och oftast inträffar irisation i altocumulus lenticular (linsformiga) moln som är karakteristiska för bergsområden. Luften i bergen är renare, praktiskt taget fri från föroreningar, som ett resultat är det mycket svårare för vattendroppar att förvandlas till kristaller. Faktum är att superkylt vatten är att föredra framför iskristaller för uppkomsten av iriserande.
Solljus som slår en molnig droppe eller iskristall avleder från förökningen i en rak linje. I detta fall beror storleken på ljusets avböjning på våglängden, därför leder diffraktionen av solljus alltid till dess nedbrytning till ett spektrum. Färgade cirklar bildas runt varje droppe på grund av denna enda spridning. Deras ljusstyrka är mycket låg och är endast synlig som ett resultat av superposition. Storleken på färgcirklarna beror inte bara på våglängden, utan också på storleken på hindret (förresten, med vinkelavståndet till cirklarna i samma färg i kronorna från solen, kan du helt exakt beräkna molnpartiklarnas radie).
I ett moln med en stor spridning av partiklar i storlek kommer färgcirklarna att överlappa varandra och iriseringen försvinner. I optiskt täta moln ökar effekten i samband med flera spridningar, vilket också är "dödligt" för iriseringseffekten. Således är optiskt tunna moln (eller delar av moln) med en monodispers fördelning av molnpartiklar i storlek och form ideal för iriserande. Ju högre enhetligheten hos molnpartiklar, desto ljusare regnbågens moln. Och det är högre i vattendroppar. Och de är mycket mer framgångsrika i storlek än deras is motsvarigheter.
För bildning av regnbågmoln måste storleken på molnpartiklar vara 5-50 gånger ljusets våglängd, det vill säga 3,5 till 35 um för röd och 2 till 20 um för blå. Observationer visar att de ljusaste regnbågmolnen observeras i moln med en partikelstorlek på cirka 10 mikron eller mindre. Enligt de senaste satellitobservationsdata [8] är den vanligaste storleken på iskristaller i moln cirka 30–40 um, även om iskristaller av både mindre och större storlekar (från 2-3 till 60–65 um) finns. Variationsområdet för vattendroppar i moln är smalare: från tiondelar till 30–40 um, med de vanligaste droppstorlekarna i intervallet 2–3 um och 10–15 um. Det är dessa superkylda droppar som är idealiska för bildandet av regnbågsmoln! Förresten, ett annat intressant faktum:det var George Simpson, i sitt papper från 1912, baserat på observationer av regnbågmoln, som först bekräftade (om än indirekt) att vatten i moln är i ett superkylt tillstånd. Moderna observationer visar att upp till en temperatur på cirka -15 ° C består moln nästan helt av vattendroppar, till en temperatur på -40 ° C - både vattendroppar och iskristaller, och endast vid en lägre temperatur finns vatten i vätskefasen i moln förekommer nästan aldrig. I verken under första hälften av 1900-talet indikerades det att regnbågsmoln endast kan bildas på droppar av superkylt vatten, men under de senaste decennierna upptäcktes att iskristaller också kan leda till bildandet av regnbågsmoln. Moderna observationer visar att upp till en temperatur på cirka -15 ° C består moln nästan helt av vattendroppar, till en temperatur på -40 ° C - både vattendroppar och iskristaller, och endast vid en lägre temperatur finns vatten i vätskefasen i moln förekommer nästan aldrig. I verken under första hälften av 1900-talet indikerades det att regnbågsmoln endast kan bildas på droppar av superkylt vatten, men under de senaste decennierna upptäcktes att iskristaller också kan leda till bildandet av regnbågsmoln. Moderna observationer visar att upp till en temperatur på cirka -15 ° C består moln nästan helt av vattendroppar, till en temperatur på -40 ° C - både vattendroppar och iskristaller, och endast vid en lägre temperatur finns vatten i vätskefasen i moln förekommer nästan aldrig. I verken under första hälften av 1900-talet indikerades det att regnbågsmoln endast kan bildas på droppar av superkylt vatten, men under de senaste decennierna upptäcktes att iskristaller också kan leda till bildandet av regnbågsmoln.att regnbågsmoln bara kan bildas på droppar av superkylt vatten, men under de senaste decennierna har det upptäckts att iskristaller också kan leda till bildandet av regnbågemoln.att regnbågsmoln bara kan bildas på droppar av superkylt vatten, men under de senaste decennierna har det upptäckts att iskristaller också kan leda till bildandet av regnbågemoln.
Fenomenet med irisercens av onormalt höga och kalla cirrusmoln, bestående av iskristaller med en nästan monodispers storleksfördelning, studeras aktivt.
Dessa moln är belägna nära tropopausen (ett smalt lager av atmosfären som separerar troposfären och stratosfären), deras temperatur är ungefär –70… –75 ° C och storleken på ispartiklarna är bara 2–5 mikron. I ett av de senaste verken antog amerikanska forskare att dessa iskristaller bildades som ett resultat av att svavelsyrapartiklar tappades från stratosfären, som fungerar som en slags kondensationskärnor för vattenånga.
Svavel kommer in i stratosfären under stora vulkanutbrott, tropiska vulkaner är särskilt "bra" för detta. De kan kasta svavel i stratosfären till en höjd av 20-30 km, här sprider sig svavel snabbt över planeten (tack vare Brewer-Dobson-cirkulationen, som transporterar luft i stratosfären från tropikerna till polära breddegrader) och börjar sakta bosätta sig i den lägre atmosfären. Förseningsprocessen kan pågå i 2-3 år.
Sulfat-aerosoler i stratosfären orsakar olika optiska effekter, allt från färgglada solnedgångar och soluppgångar till de så kallade Bishop-ringarna - en typ av gloria med en ljusblå-vit mitt och en mörk rödbrun marginal. Det sista kraftfulla utbrottet var explosionen av vulkan Pinatubo 1991, nästa år präglades av ett verkligt upplopp av ljusfenomen i atmosfären.
Så i Holland registrerades Bishop's ringar nästan varje dag, prognosmakarna såg dem inte bara på dagar med kontinuerliga låga moln. Det är möjligt att regnbågsmoln observerades oftare, men det finns ingen direkt information om detta: hittills finns det ingen systematisk bedömning av klimatologi (rumslig fördelning, årlig variation, mellanåriga förändringar, etc.) av detta fenomen. Så för att bekräfta påverkan av vulkaner på bildandet av regnbågsmoln, verkar det, kommer att behöva vänta på nästa kraftfulla utbrott. Under tiden kan du bara njuta av de foton som lyckliga forskare av ovanliga naturfenomen delar med oss.