Regenboogwolken zijn een relatief zeldzaam optisch fenomeen. Hij is in alle seizoenen te zien, maar vooral vaak in de herfst. Deze wolken kunnen in alle kleuren van het spectrum worden gekleurd.
Ze zijn opgebouwd uit kleine waterdruppeltjes van bijna dezelfde grootte.
Dus als de zon een bepaalde positie aan de hemel inneemt en tegelijkertijd verborgen is achter voldoende dichte wolken, dan kan elke (transparante) wolk die zich er dichtbij bevindt, in spectrale kleuren worden gekleurd. Dit fenomeen wordt verklaard door het feit dat lichtbundels van verschillende golflengten op verschillende manieren worden afgebogen, wat betekent dat het licht van deze golven vanuit verschillende richtingen naar de waarnemer komt.
De wolk kan volledig regenboogkleurig worden of alleen aan de randen, kan doffe kleuren hebben of heel helder. In het laatste geval moeten de wolkendruppels dezelfde grootte hebben. Alleen dan zal het rijke kleuren hebben.
Dit fenomeen is het best te zien op Altocumulus (vooral Altocumulus lenticulair) en Cirrocumulus.
En nu in meer detail
De periode van de late XIX - vroege XX eeuw gaf de mensheid een hele melkweg van grote wetenschappers op het gebied van kernfysica, genetica, onderzoek van poolgebieden. Het doel van Robert Scott's expeditie op de Terra Nova naar Antarctica in 1910–1912 was bijvoorbeeld niet alleen een sportieve rush naar de zuidpool, maar ook uitgebreide geofysische studies van het meest zuidelijke continent van de aarde. Dus, George Simpson, een meteoroloog van de expeditie, op basis van de resultaten van waarnemingen van optische effecten in de wolken, publiceerde in 1912 het eerste artikel gewijd aan een fenomeen als irisatie in de wolken (van het Griekse Iris, Iρις - regenboog), ook wel "regenboogwolken" genoemd.
Promotie video:
Regenboogwolken zijn een vrij zeldzaam optisch fenomeen waarbij zeer dunne wolken nabij de zon in spectrale kleuren worden gekleurd. Meestal zijn deze kleuren pastel, bleek, maar onder bepaalde omstandigheden kunnen ze erg helder zijn. Simpson wees er terecht op dat irisatie het meest voorkomende type kronen is - een optisch fenomeen dat samenhangt met de diffractie van licht door druppels onderkoeld water in wolken en de vorming van gekleurde cirkels in een bewolkte sluier rond de zon.
In de kern maken regenboogwolken deel uit van een mislukte kroon. En als volwaardige kronen in de atmosfeer uiterst zeldzaam zijn, dan kan bijna iedereen regenboogwolken zien, het belangrijkste is om voorzichtig te zijn! Het is het beste om regenboogwolken in een donkere bril te observeren, om niet blind te worden, omdat ze alleen in de buurt van de zon verschijnen, op een afstand van ongeveer 3-15 °, in sommige gevallen tot 30 °. Maar als de ster ergens achter verborgen is (achter een andere wolk, achter een berg, enz.), Dan is de irisatie met het blote oog te zien.
Er is meestal irisatie aan de randen van cirrus-, cirrocumulus- en altocumuluswolken. De lichtbron kan trouwens niet alleen de zon zijn, maar ook de maan. Iris is te zien op condensatiesporen van vliegtuigen, en ook op de top van cumulonimbuswolken (op de zogenaamde sluier of aambeeld). Het is waar dat dergelijke regenboogwolken niet veel goeds voorspellen, integendeel, ze spreken van een op handen zijnde verslechtering van het weer! En meestal treedt irisatie op in altocumulus lenticulaire (lenticulaire) wolken die kenmerkend zijn voor bergachtige gebieden. De lucht in de bergen is schoner, praktisch vrij van onzuiverheden, waardoor het voor waterdruppels veel moeilijker is om in kristallen om te zetten. Het feit is dat onderkoeld water de voorkeur heeft boven ijskristallen vanwege het kleurenspel.
Zonlicht dat een troebele druppel of ijskristal raakt, wordt in een rechte lijn afgebogen van de voortplanting. In dit geval hangt de grootte van de afbuiging van licht af van de golflengte, daarom leidt de afbuiging van zonlicht altijd tot de ontbinding ervan in een spectrum. Door deze enkele verstrooiing worden rond elke druppel gekleurde cirkels gevormd. Hun helderheid is erg laag en is alleen zichtbaar als gevolg van superpositie. De grootte van de kleurencirkels hangt niet alleen af van de golflengte, maar ook van de grootte van het obstakel (trouwens, door de hoekafstand van de cirkels met dezelfde kleur in de kronen tot de zon, kun je de straal van wolkdeeltjes nauwkeurig berekenen).
In een wolk met een grote spreiding van deeltjes in grootte, zullen de kleurcirkels elkaar overlappen en zal de irisatie verdwijnen. In optisch dichte wolken neemt het effect dat gepaard gaat met meervoudige verstrooiing toe, wat ook "fataal" is voor het iriseringseffect. Optisch dunne wolken (of delen van wolken) met een monodisperse verdeling van wolkdeeltjes in grootte en vorm zijn dus ideaal voor irisatie. Hoe hoger de uniformiteit van wolkdeeltjes, hoe helderder de kleuren van de regenboogwolk. En het is hoger in waterdruppels. En ze zijn veel succesvoller in grootte dan hun ijs-tegenhangers.
Voor de vorming van regenboogwolken moet de grootte van wolkdeeltjes 5-50 keer de golflengte van licht zijn, dat wil zeggen van 3,5 tot 35 µm voor rood en 2 tot 20 µm voor blauw. Waarnemingen tonen aan dat de helderste regenboogwolken worden waargenomen in wolken met een deeltjesgrootte van ongeveer 10 micron of minder. En volgens de meest recente satellietobservatiegegevens [8] is de meest voorkomende grootte van ijskristallen in wolken ongeveer 30-40 µm, hoewel er zowel kleinere als grotere ijskristallen (van 2-3 tot 60-65 µm) worden aangetroffen. Het bereik van de variabiliteit van waterdruppels in wolken is kleiner: van tienden tot 30-40 µm, met de meest voorkomende druppelgroottes in het bereik van 2–3 µm en 10-15 µm. Het zijn deze onderkoelde druppels die ideaal zijn voor de vorming van regenboogwolken! Overigens nog een interessant feit:het was George Simpson, in zijn paper uit 1912, gebaseerd op waarnemingen van regenboogwolken, die voor het eerst bevestigde (zij het indirect) dat water in wolken zich in een onderkoelde toestand bevindt. Moderne waarnemingen tonen aan dat wolken tot een temperatuur van ongeveer -15 ° C bijna volledig uit waterdruppeltjes bestaan, tot een temperatuur van -40 ° C - zowel waterdruppels als ijskristallen, en alleen bij een lagere temperatuur komt water in de vloeistoffase in wolken komen bijna nooit voor. In de werken van de eerste helft van de 20e eeuw werd aangegeven dat regenboogwolken zich alleen kunnen vormen op druppels onderkoeld water, maar in de afgelopen decennia is ontdekt dat ijskristallen ook kunnen leiden tot de vorming van regenboogwolken. Moderne waarnemingen tonen aan dat wolken tot een temperatuur van ongeveer -15 ° C bijna volledig uit waterdruppeltjes bestaan, tot een temperatuur van -40 ° C - zowel waterdruppels als ijskristallen, en alleen bij een lagere temperatuur komt water in de vloeistoffase in wolken komen bijna nooit voor. In de werken van de eerste helft van de 20e eeuw werd aangegeven dat regenboogwolken zich alleen kunnen vormen op druppels onderkoeld water, maar in de afgelopen decennia is ontdekt dat ijskristallen ook kunnen leiden tot de vorming van regenboogwolken. Moderne waarnemingen tonen aan dat wolken tot een temperatuur van ongeveer -15 ° C bijna volledig uit waterdruppeltjes bestaan, tot een temperatuur van -40 ° C - zowel waterdruppels als ijskristallen, en alleen bij een lagere temperatuur komt water in de vloeistoffase in wolken komen bijna nooit voor. In de werken van de eerste helft van de 20e eeuw werd aangegeven dat regenboogwolken zich alleen kunnen vormen op druppels onderkoeld water, maar in de afgelopen decennia is ontdekt dat ijskristallen ook kunnen leiden tot de vorming van regenboogwolken.dat regenboogwolken zich alleen kunnen vormen op druppeltjes onderkoeld water, maar de afgelopen decennia is ontdekt dat ijskristallen ook kunnen leiden tot de vorming van regenboogwolken.dat regenboogwolken zich alleen kunnen vormen op druppeltjes onderkoeld water, maar de afgelopen decennia is ontdekt dat ijskristallen ook kunnen leiden tot de vorming van regenboogwolken.
Het fenomeen van irisatie van abnormaal hoge en koude cirruswolken, bestaande uit ijskristallen met een bijna monodisperse grootteverdeling, wordt actief bestudeerd.
Deze wolken bevinden zich nabij de tropopauze (een smalle laag van de atmosfeer die de troposfeer en stratosfeer scheidt), hun temperatuur is ongeveer –70… –75 ° C en de grootte van ijsdeeltjes is slechts 2–5 micron. In een van de nieuwste werken gingen Amerikaanse wetenschappers ervan uit dat deze ijskristallen werden gevormd als gevolg van het vallen van zwavelzuurdeeltjes uit de stratosfeer, die dienen als een soort condensatiekernen voor waterdamp.
Zwavel komt de stratosfeer binnen tijdens grote vulkaanuitbarstingen, tropische vulkanen zijn hier vooral "goed" voor. Ze kunnen zwavel in de stratosfeer werpen tot een hoogte van 20-30 km, hier verspreidt zwavel zich snel over de planeet (dankzij de Brewer-Dobson-circulatie, die lucht in de stratosfeer van de tropen naar polaire breedtegraden transporteert) en begint langzaam af te zakken in de lagere atmosfeer. Het verzakkingsproces kan tot 2-3 jaar duren.
Sulfaataerosolen in de stratosfeer veroorzaken verschillende optische effecten, variërend van kleurrijke zonsondergangen en zonsopgangen tot de zogenaamde bisschopsringen - een soort halo met een helder blauwwit centrum en een donker roodbruine rand. De laatste krachtige uitbarsting was de explosie van Mount Pinatubo in 1991, het jaar daarop werd gekenmerkt door een heuse rel van lichtverschijnselen in de atmosfeer.
In Nederland werden de ringen van de bisschop dus bijna elke dag geregistreerd, voorspellers zagen ze niet alleen op dagen met aanhoudende lage bewolking. Het is mogelijk dat regenboogwolken vaker werden waargenomen, maar daar is geen directe informatie over: tot op heden is er geen systematische beoordeling van de klimatologie (ruimtelijke verdeling, jaarlijkse variatie, jaarlijkse veranderingen, enz.) Van dit fenomeen. Dus om de invloed van vulkanen op de vorming van regenboogwolken te bevestigen, lijkt het erop dat we moeten wachten op de volgende krachtige uitbarsting. Ondertussen kunt u gewoon genieten van de foto's die gelukkige onderzoekers van ongebruikelijke natuurverschijnselen met ons delen.