Можно также отметить, что небо между двумя радугами более темное. Дело в том, что в этой полосе остается не так много света, который мог бы дойти до вашего глаза. Интересно, что эта область получила название полосы Александра – в честь Александра Афродисийского, впервые описавшего ее в 200 г. н. э.
Еще один оптический феномен, который вам, возможно, доводилось наблюдать – отраженная радуга. Она выглядит почти как двойная, но ее дуги идут по разным кривым. Или же вы могли видеть третью дугу внутри двойной радуги. Отраженные радуги чаще всего наблюдаются, когда рядом находится какой-то крупный водоем – например, море или озеро, – но встречаются они очень редко. Солнце отражается от поверхности воды, а затем отражается вновь – сквозь дождевые капли, под другим углом к пучку прямых солнечных лучей, создающему основную радугу. Перевернутая радуга часто начинается в той же точке горизонта, но центр дуги располагается выше в небе, так что эта кривая выглядит не так, как первичная радуга.
Лунная радуга вызывается не солнечным, а лунным светом; в остальном же они формируются совершенно одинаково. Лунная радуга выглядит более блекло, ее цвета менее отчетливы; она даже может порой казаться белой. Дело в том, что лунный свет значительно слабее солнечного, так что он меньше возбуждает цветовые рецепторы глаза. Интересно, что если сфотографировать лунную радугу с длинной выдержкой, на фотографии цвета проступят.
Конечно, не всегда радуга образуется исключительно после дождя. Если вы стоите спиной к Солнцу, перед вами есть капли воды, и вы располагаетесь под нужным углом, то радугу можно увидеть рядом с водопадом, в тумане или даже при поливке сада из шланга!
Возможно, вам доводилось видеть в небе околозенитную дугу, но вы не понимали, на что именно смотрите. Их замечают часто, называя их «перевернутыми» радугами или «улыбками неба», поскольку спектр цветов изгибается дугой не в небо, а к земле. В отличие от радуги, где цветовой спектр формируется благодаря рефракции водяных капелек, этот оптический феномен требует наличия в небе ледяных кристаллов. Большую часть времени околозенитная дуга наблюдается в перистом или перисто-слоистом облаке, которые как раз из ледяных кристаллови состоят. Поскольку эта красочная дуга образуется посредством отражения и рефракции солнечного света в ледяных кристаллах, она относится к другому классу оптических явлений, которые называются гало. Иногда можно увидеть полный 360-градусный круг вокруг Солнца, именуемый 22-градусным гало, или даже обнаружить паргелии (они же пасолнца или ложные солнца), которые появляются на три и на девять часов от настоящего Солнца.
Чтобы понять, как образуются околозенитные дуги, нам снова потребуется немного физики. Структура ледяного кристалла может быть довольно сложной и зависит от температуры и давления окружающей среды. Но все кристаллы имеют общие характеристики: у них два основания и шесть боковых сторон – это шестигранные призмы. Околозенитные дуги образуются, когда эти призмы ориентированы горизонтально и как будто уложены стопками, как тарелки. Свет от Солнца проникает в эту стопку тарелок, начиная с верхней, и выходит сбоку, через вертикальную грань призмы. Угол (90 градусов) этой рефракции внутри кристалла расщепляет белый свет на цвета спектра, которые вы и видите. Вполне вероятно, что вы проводили подобные эксперименты на уроках в школе, когда направляли луч света на белый лист бумаги через призму и видели выходящие из нее разноцветные полоски.
Для того чтобы возникла околозенитная дуга, высоко в небе должны присутствовать перистые или перисто-слоистые облака. Часто такие облака затуманивают солнечный свет, делают его молочно-белым. Когда солнце стоит низко, можно увидеть дугу на двенадцать часов. Центр ее всегда обращен к солнцу, с внешней стороны цвет дуги красный, с внутренней спектр доходит до голубого или синего.
Почти в тех же условиях, то есть при наличии в небе множества перисто-слоистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов, вы можете увидеть 22-градусное гало, или ложное солнце. Гало – это большой диск вокруг Солнца, однако если в околозенитной дуге вы без труда можете различить отдельные цвета, то гало выглядит более размытым – четко виден разве что оттенок красного. Гало опять же образуется посредством рефракции солнечного света сквозь шестигранную призму ледяных кристаллов. Ориентация призмы при прохождении света сквозь нее различна, почему и получается гало в одном случае и дуга в другом. Большинство лучей преломляются под углом, близким к 22 градусам, и образуют яркую внутреннюю кромку гало – отсюда и название.
Гало – не только дневное оптическое явление. Если луна в небе достаточно яркая (например полная) и присутствуют перисто-слоистые облака, то происходят те же физические явления и можно увидеть бледное 22-градусное гало вокруг луны.
Ложные солнца
Если в небе полностью или частично образовалось гало, то иногда можно увидеть и ложные солнца на три и на девять часов от настоящего. По сути это самые яркие части гало, которые располагаются именно в этих позициях. Чаще всего они видны, когда Солнце стоит в небе низко, и хотя они кажутся яркими, можно, присмотревшись, заметить такой же цветовой спектр, как и в околозенитной дуге. Очень яркие пасолнца действительно можно принять за дополнительные солнца: в этом случае кажется, что в небе солнц сразу три.
Облака или инопланетные вторжения?
Атмосфера – очень динамичное пространство, и в течение одних и тех же суток расположение облаков постоянно меняется. Они все время меняют форму по мере своего развития и распада, а ветры гонят их у нас над головами. Многие из нас легко опознают обычные типы облаков, будь то пушистые кучевые, которыми изобилует наше небо летом, или вечно серые слоистые и слоисто-кучевые облака, чаще встречающиеся зимой. Однако иногда в небе можно увидеть нечто особенное.
Высококучевые лентикулярные облака – это тип облаков, которые выглядят как зерна чечевицы или летающие тарелки. Они не переносятся высотными ветрами. Чаще всего они образуются с подветренной стороны возвышенностей – их формирует поток воздуха, спускающийся с вершин гор. Поскольку влажный и стабильный воздух, который вынужден подниматься по горному склону, на деле не стремится ни подниматься, ни спускаться, его влажность и давление оказываются в состоянии, довольно некомфортном для него. Закономерно, что он стремится сойти вниз до привычной высоты и формирует на склоне горы с обратной стороны то, что мы именуем «стоячей волной». Если температура на гребне волны соответствует температуре точки росы, воздух начинает сжиматься и образует облако. Поскольку для образования лентикулярного облака требуются особые условия, оно, скорее всего, будет иметь вытянутую форму и гладкие края и напоминать по виду линзу. Так как холм или гора порождают волнообразные движения воздуха на много километров вперед, можно увидеть конденсацию воздуха в лентикулярное облако довольно далеко от горы. Может образоваться и сразу несколько лентикулярных облаков, иногда даже на разной высоте, так что они будут нависать друг над другом. Из-за гладких краев их часто принимают за НЛО или «облачный покров», искусственно созданный, чтобы скрыть НЛО. Особенно часты такие сообщения в США, и обычно власти приходят к выводу, что на самом деле заявители видели высококучевые лентикулярные облака. Или нет?
Высококучевые лентикулярные облака
Это еще один тип облаков, при виде которых сразу приходит в голову мысль об инопланетном вторжении! Как видно по названию, эти облака выглядят как жертвы дырокола. Официально подобные облака именуются облаками с круговым разрывом. Они образуются, когда в части облачного слоя формируются ледяные кристаллы, достаточно крупные и весомые, чтобы выпадать из облака, тем самым образуя в нем разрыв. Интересно взглянуть на то, как именно образуются ледяные кристаллы в, казалось бы, произвольной части облака.
Напомним, что во многих облаках содержится переохлажденная вода, в которой температура водяных капелек ниже уровня замерзания. Внутри облачного слоя из капелек переохлажденной воды может внезапно начаться замерзание, например, когда через этот слой пролетает самолет – особенно над его крыльями или пропеллером. Это изменение температуры может оказаться достаточно значительным, чтобы капельки воды начали превращаться в лед. Когда в одной из частей облака формируются ледяные кристаллы, срабатывает принцип домино, и начинается так называемый процесс Бержерона: окружающие капельки воды начинают замерзать. После этого более тяжелые ледяные кристаллы начинают падать из нижней части облака. Это раскрывает, откуда берется полоса, выпадающая из дырки, но не до конца объясняет саму дырку. Поскольку во время процесса Бержерона капельки переходят из жидкого состояния в твердое, выделяется незначительное количество тепла. От этого воздух расширяется и слегка поднимается вверх, что, в свою очередь, приводит к опусканию окружающего воздуха. Опускающийся вокруг дырки воздух нагревается быстрее, чем водяные капельки испаряются, создавая облачко четкой круглой или эллиптической формы.
Дырявые облака
Самые редкие облака
Некоторые облака можно увидеть гораздо реже остальных, и в этом разделе мы поговорим о трех типах облаков, наблюдать которые – большая удача, а также о некоторых других редких облачных явлениях. Чтобы такие облака сформировались, должно сойтись сразу множество условий, потому-то они и так редки. На наш взгляд, редкость этих облаков только повышает их притягательность.
Вымеобразные облака легко опознать по ячеистой форме. Они образуются рядом с угрожающими грозовыми кучевыми облаками или прямо под ними. Латинское название