Uśmiechnięte niebo - tęcza do góry nogami

2011-07-06
To niezwykle rzadkie zjawisko atmosferyczne można podziwiać także w naszych szerokościach geograficznych. Wystarczy mieć trochę szczęścia i spojrzeć nieco wyżej, by podziwiać odwróconą tęczę.

Zjawisko odwróconej tęczy powstaje w ściśle określonych warunkach. Niebo musi być względnie czyste z kilkoma chmurami typu cirrus. Ten rodzaj obłoków zbudowany jest z kryształków lodu. Klasyczna tęcza powstaje, gdy promienie słoneczne napotkają krople wody. "Odwrócona wersja" tęczy pojawia się na niebie, gdy światło napotka kryształki lodu o budowie heksagonalnej (niczym płatki śniegu, o sześciu wierzchołkach). Lód zachowuje się jak pryzmat, do którego światło wpada i ulega refrakcji (załamaniu). Gdy opuszcza kryształek, jego tor ruchu ulega ponownemu załamaniu i w rezultacie światło białe rozszczepia się na składowe barwy. Tak tworzy się charakterystyczny tęczowy "uśmiech na niebie" - przez ekspertów nazywany łukiem okołozenitalnym.

Łuk okołozenitalny różni się od zwykłej tęczy przede wszystkim charakterystycznym "odwróceniem". Wydaje się, że kolory również są odwrócone - w klasycznej tęczy od góry widzimy barwę czerwoną, następnie pomarańczową i tak dalej, aż do fioletowej. W łuku okołozenitalnym to kolor fioletowy jest w górnej części. W rzeczywistości jednak, gdybyśmy spojrzeli do góry nogami na to zjawisko, łuk miałby taką samą kolejność kolorów jak w zwykłej tęczy.

Co więcej, tęcza powstaje na przeciwko Słońca, a łuk okołozenitalny nad nim. By podziwiać "uśmiech na niebie", Słońce nie może górować nad horyzontem wyżej niż 32,2 stopni. Łuki są najlepiej widoczne przy niskiej wysokości Słońca, na przykład 22 stopni. Promienie słoneczne docierają bowiem do kryształków lodu "od dołu", wchodząc do środka heksagonalej molekuły lodu przez jej dolny bok.

Łuk okołozenitalny jest znacznie bardziej wyrazistym typem tęczy niż klasyczna tęcza "deszczowa". Jego barwy są również znacznie czystsze. Jest to spowodowane warunkami refrakcji i wewnętrznego odbicia dla łuku okozenitalnego. Kryształki lodu przypominają pryzmat bardziej niż krople wody. Dzięki temu kąt rozproszenia światła zależy ściśle od długości fali i nie jest niczym zakłócany. W tęczy rozproszenie poszczególnych składowych światła białego jest nieidealne i często dochodzi do nakładania barw. W łuku okołozenitalnym jest to znacznie zredukowane.

W sprzyjających warunkach ten niezwykły łuk może się "zamknąć", tworząc okrąg wokół zenitu. Tak powstaje tzw. łuk Kerna, który jest tak rzadki, że obserwatorom udało się go sfotografować dopiero w 2007 roku. Wówczas na niebie, tuż na głową obserwatora pojawiło się tęczowe koło. To jedno z najciekawszych zjawisk typu halo, jakie możemy podziwiać na naszej planecie.

Na forach hobbystów, meteorologów i astrofizyków możemy podziwiać zdjęcia zaobserwowanych łuków okołozenitalnych. 4 lipca w Leicestershire, w Anglii zaobserwowano łuk, który został sfotografowany przez Williama Freemana, sprzedawcę antyków. Świadkowie wspominali zjawisko jako coś wyjątkowego i byli nim niezwykle poruszeni.

Łuk okołozenitalny jest tym bardziej wyjątkowy, że występuje na niebie zaledwie kilka minut. Znika, kiedy Słońce zmienia swoje położenie nad horyzontem lub gdy pojawi się niesprzyjające zachmurzenie.

---