Защо Хавай е идеалното място за Rainbows

От хеликоптер можете да видите кръгла дъга с остров Молокай на заден план. Кредит: Стивън Бъсингер

Когато видите дъга, вие виждате само малка част от картината. Тази характерна многоцветна крива, простираща се през небето, всъщност изобщо не е „лък“, а кръг, частично скрит под хоризонта. Реейки се над Хавайските острови, Стивън Бъсингер имаше късмета да види дъга в завършването й: 360-градусова цветна верига.

„Има дъги, които се случват през цялото време по цялата Земя, но много от тези дъги не можем да видим“, казва Стивън Бусингер, атмосферен учен и професор в Училището по наука и технологии за океана и Земята Маноа към Хавайския университет. „Ъгълът е такъв, че дъгата всъщност е под хоризонта. Ето защо на Хаваите е забавно да се качиш с малък самолет или хеликоптер и да снимаш дъгите от въздуха.“

Този изглед от птичи поглед е само едно от многото наблюдения, които Businger е направил, за да разбере по-добре физиката, геометрията и оптиката зад тези природни чудеса. Бъсингър е преследвач на дъгата – летял е с хеликоптери, изкачвал е мъгливи вулканични върхове и е изтичал от дома си по средата на закуска, за да снима двойна дъга. Тези фантастични цветни лъчи са атмосферни оптични ефекти, обяснява Бусингер, които той описва в скорошна статия, публикувана в списанието Бюлетин на Американското метеорологично дружество .

„От дете бях очарован от атмосферната оптика и дъгите са изумително красиво явление“, казва той. „За много хора това наистина привлича вниманието им.“

Дъга над Оаху. Кредит: Стивън Бъсингер

Рецептата за дъгата е доста проста, казва Бусингер: На основно ниво „имате нужда от малко слънце и малко дъжд“.

Всяка капка в дъждовен душ действа като мини призма. Капката огъва (пречупва) и отразява (отразява) светлината. Светлинните вълни се пречупват, когато навлизат в капката, отразяват се от гърба на капката и след това се пречупват още веднъж, когато напуска капката. Тъй като дължината на вълната на всеки цвят има различна енергия, те се пречупват под леко различни ъгли, което позволява на цветовете да се разделят в спектъра, който виждаме в дъгата. Колкото по-равномерни са по размер дъждовните капки, толкова по-блестяща е дъгата, „където цветовете са по-различни“, обяснява Бусингер. Пречупването и отразяването на светлината води до ъгъл от 42 градуса. „Ако слънцето е зад гърба ви и погледнете сянката на главата си, дъгата е на 42 градуса над тази точка“, обяснява той.

Хавай също има специално заключване върху феномените на дъгата, твърди Бюсингер в своята статия. „Преместих се на Хаваите през 1993 г. и бях зашеметен от това колко много дъги имаше.“

Комбинацията от пасати, купесто облачно покритие, планински терен и чист въздух допринасят за наблюденията на дъгата на Хавайските острови. Планинските върхове принуждават пасатите от океана да се издигат и охлаждат, създавайки „отворен модел с дъждовни дъждове и дупки в облаците, за да влезе слънцето“, обяснява Бусингер. Това е различно от местата в тихоокеанския северозапад, например, където има много дъжд, но стратиформените облаци блокират слънцето. Освен това Хаваите са известни с чистия си морски въздух. „С изключение на известна вулканична мъгла, тук имаме много чиста атмосфера, защото сме толкова далеч от източниците на замърсяване“, казва Бусингер. „И това води до много силно слънчево греене, което създава блестяща дъга.“

Планините на Хаваите са един от факторите, които помагат за създаването на чести, ярки дъги. Кредит: Стивън Бъсингер

Тези многоцветни величия имат значително значение в хавайската култура. Те украсяват регистрационни номера и играят ролята на талисмана на Хавайския университет, Rainbow Warriors. Но тяхната символика се простира още по-назад в хавайския фолклор и език, казва М. Пуакеа Ногелмайер, почетен професор по хавайски език в Хавайския университет, който съветва и си сътрудничи с Бюзингер.

Дъгите често символизират граница, казва той, „воалът между царствата на боговете и царствата на хората“.

Боговете живеят в гористите райони
Блокиран от погледа от напиращите мъгли и ярката, ниско разположена дъга (uakoko-кървав дъжд)

В хавайската култура те са означавали присъствието на свръхестественото, кралските особи, свещените същества и са споменавани по различни начини в поезията. Тези наблюдения датират от векове и попадат в „част от жреческите науки“,Ногелмайерказва. „Те трябваше да могат да наблюдават и идентифицират и интерпретират физически явления, които се смятаха за значими.“

Двойна дъга в Kaiwi. Кредит: Стивън Бъсингер

Преливащи се ивици на дъгата – във всякаква форма или форма – са гледка, която трябва да се види: малка цветна ивица, блещукаща в облаците, ярък стълб, който кърви в гледката, лъчист мост, извиващ се над небето. В хавайския език има специфични термини за тези различни форми, обяснява Ногелмайер.

„Мисля, че на английски използваме „дъга“ много често: дъга в облаците, дъга над океана. Хавайците ще разграничат това повече и ще кажат „не, това е цветен стълб“. Това е група. Това е различен вид специфика. Например, ниските дъги, прилепнали към Земята, са „uakoko“, стоящите дъги се наричат ​​„kāhili“, слабо видимите дъги са „punakea“, а лунните дъги, които се виждат на светлината на луната, са „ānuenue kau pō“. '

„Една от долините тук има дъга почти през целия ден. Въпросът е просто дали има постоянна мъгла и където и да е слънцето, наблюдавайте от другата страна за дъгата“, казва Ногелмайер. „Това всъщност трябва да е физическото въплъщение на края на една легенда. Това е човекът, който тогава беше пренебрегнат и стана нещо като свръхестествено, продължавайки да се появява и да бди над хората. Tuahine, сестрата на дъжда, винаги носи дъга със себе си .”

Красотата на дъгата резонира с много хора. Бусингер казва, че дъгите могат да бъдат начин за свързване с природата.

„Това ни кара да стоим неподвижни и наистина да гледаме какво се случва“, казва той. За да направят преследването на дъгата по-достъпно, Businger, Paul Cynn и колегите му разработиха Приложение RainbowChase , който използва радарна информация за времето, която помага на потребителите в Хавай да определят дали могат да видят дъга наблизо. Екипът планира да разшири покритието на приложението в САЩ и в повече страни.

Бюсингер обаче казва, че там, където обикновено виждаме дъгите, може да се промени поради изменението на климата. За бъдещо проучване Бъзингер и негов колега използват климатични модели, за да разберат промяната в разпределението на валежите. „Става по-сухо на някои места и по-влажно на други места. Освен това облаците стават... по-малко стратиформени и повече купести на някои места“, казва той. Резултатите все още не са публикувани, но Бюсингер казва, че „промяната в природата на облаците и промяната в количеството дъжд ще промени разпределението на дъгите“.

Не можете да се наситите на тези живи зрелища? Разгледайте разнообразието от феномени на дъгата и обяснението на Бюзингер за науката зад тях в галерията по-долу!

Лунни лъкове

Дъгите не се виждат само през деня. Можете да видите „лунни дъги“ през нощта. „Когато видите луната, обикновено гледате отразената светлина от слънцето“, казва Бусингер, но добавя, че имате нужда от много светлина от пълна или почти пълна луна, за да видите лунна дъга. Тъй като светлината е по-слаба, лунната дъга има по-малко отчетливи цветове от дъгата, но „в Хавай, тъй като имаме толкова чист въздух, лунната дъга е по-ярка и може да се снима“.

Двойна дъга

Може би най-известният заловен в това видео , двойната дъга е резултат от две отражения вътре в капчици — вместо само едно. Основната, по-отчетлива дъга се създава с типичното пречупване и отражение, наблюдавано при единични дъги. Но за втория лък светлината „удря капката по такъв начин, че всъщност отива в дъното на капката“, обяснява Бусингер. Светлината се пречупва, докато влиза, отразява два пъти вътрешно и се пречупва още веднъж, преди да напусне капката, казва той. „Ъгълът, който оставя, е 51 градуса. И този ъгъл от 51 градуса го поставя с девет градуса по-висок от 42 градуса на основния лък. Така че в небето е девет градуса по-високо“, казва той. „И тъй като има допълнително отражение, цветовете са обърнати, с червено отдолу и индиго отгоре.“

Възможно е дори повече от две отражения вътре в капчиците - така че на теория бихте могли да получите тройна, четворна и петорна дъга, казва Бусингер. Но за съжаление, те трудно се намират. „С всяко отражение губите малко светлина от задната страна на капката. И затова е много рядко да можеш да видиш тези други дъги.“

слава

Ако летите през облак в самолет или хеликоптер, може да забележите светещ пръстен около сянката на вашия кораб. „Това е нещо като да гледаш модела на дъгата на компактдиск“, казва Бусингер. Тези ореоли, известни като „слави“ или „слънчеви блясъци“, са причинени от разсейването на слънчевата светлина от еднородни облачни капчици, обяснява Бусингер. Подобно явление може да се види около слънцето или луната, но трябва да внимавате да не заслепите, ако се опитате да го видите, казва той. „Ако имате висок облак, който е тънък и е направен от еднакви облачни капчици, той ще образува нещо, наречено „корона“, което е цвят на дъгата около и близо до слънцето или луната.“

Едноцветна дъга: Червена и бяла дъга

Не всички дъги разпръскват целия спектър от цветове. Има два вида дъги, които показват един цвят.Червените дъги могат да се появят, когато слънцето виси под нисък ъгъл. Ако във въздуха има малко замърсяване, частиците причиняват разсейване на синята и зелената светлина, обяснява той. „Нещо като малко дим или смог от вулкана Килауеа може да създаде ситуация, при която по-голямата част от зелената и синята светлина се разпръскват. Това, което остава след нас, е ивица червеникаво-оранжева светлина.

Вторият тип е бяла дъга , известен също като „облачна дъга“ или „мъгла дъга“. Може да зърнете тези бледи, светещи арки в кичури облаци, мъгла или мъгла, където капките са толкова малки, че разпръскват светлината и замъгляват цветовете. „Тъй като всички те се размиват заедно, те отново стават бяла светлина и това ви дава бяла дъга“, казва той. „Мястото, където съм виждал най-много бели дъги, е на върха на Мауна Кеа. Стоиш на върха и гледаш надолу към облачната палуба, която е наистина близо до теб следобед, и слънцето се излива и виждаш този бял лък.“

Дъга, уникално ваша

Ако застанете до приятеля си, за да гледате дъга, и двамата ще видите цветове от два различни комплекта капчици в дъждовния душ. Това означава, че технически виждате две различни дъги. „Всяка дъга излиза от сянката на главата [на всеки зрител] под ъгъл от 42 градуса“, ​​казва Бусингер. „Ето защо двама души не виждат една и съща дъга.“

И така, следващия път, когато забележите дъга, това, което виждате, е вашият уникален цветен лъч светлина – вашата собствена дъга.