Miks Hawaii on vikerkaare jaoks ideaalne koht?

Helikopterilt on näha ringikujuline vikerkaart, mille taustal on Molokai saar. Krediit: Steven Businger

Kui näete vikerkaart, näete ainult väikest lõiku pildist. See üle taeva ulatuv kirju kõver ei ole tegelikult üldse 'vibu', vaid osaliselt horisondi alla tõmmatud ring. Hawaii saarte kohal hõljuval Steven Busingeril on olnud õnn näha selle valmimisel vikerkaart: 360-kraadine värvisilmus.

'Maa ümber toimub kogu aeg vikerkaared, kuid paljusid neist me ei näe,' ütleb atmosfääriteadlane ja Hawaii Mānoa ülikooli ookeani- ja maateaduste ning tehnoloogiakooli professor Steven Businger. «Nurk on selline, et vikerkaar on tegelikult horisondi all. Seetõttu on Hawaiil lõbus väikese lennuki või helikopteriga üles tõusta ja õhust vikerkaarte tulistada.

See linnulennuvaade on vaid üks paljudest tähelepanekutest, mille Businger on teinud, et paremini mõista nende loodusimede taga olevat füüsikat, geomeetriat ja optikat. Businger on vikerkaare jälitaja – ta on lennanud helikopteritega, matkanud mööda uduseid vulkaani tippe ja jooksnud keset hommikusööki kodust välja, et pildistada topeltvikerkaart. Need fantastilised värvikiired on atmosfääri optilised efektid, selgitab Businger, mida ta kirjeldab hiljuti ajakirjas avaldatud artiklis. Ameerika Meteoroloogia Seltsi bülletään .

'Mind on lapsepõlvest saati paelunud atmosfäärioptika ja vikerkaared on lõualuu langev ja ilus nähtus,' ütleb ta. 'Paljude inimeste jaoks köidab see nende tähelepanu.'

Vikerkaar Oahu kohal. Krediit: Steven Businger

Vikerkaare retsept on üsna lihtne, ütleb Businger: Põhitasandil 'vaja on päikesepaistet ja vihma.'

Iga vihmaduši tilk toimib miniprismana. Tilk paindub (murdub) ja põrkab (peegeldab) valgust. Valguslained murduvad tilga sisenemisel, peegelduvad tilga tagaküljelt ja seejärel murduvad veel kord, kui see tilgast lahkub. Kuna igal värvi lainepikkusel on erinev energia, murduvad need veidi erineva nurga all, võimaldades värvidel eralduda vikerkaarel nähtavaks spektriks. Mida ühtlasemad on vihmapiisad, seda säravam on vikerkaar, 'kus värvid on selgemad,' selgitab Businger. Valguse murdumise ja peegelduse tulemuseks on 42-kraadine nurk. 'Kui päike on teie selja taga ja vaatate oma pea varju, on vikerkaar sellest punktist 42 kraadi kõrgemal,' selgitab ta.

Hawaiil on ka spetsiaalne lukk vikerkaarenähtuste osas, väidab Businger oma lehes. 'Kolisin Hawaiile 1993. aastal ja olin jahmunud, kui palju vikerkaarte seal oli.'

Pasaattuulte, rünkpilvede katvuse, mägise maastiku ja puhta õhu kombinatsioon aitavad Hawaii saartel näha vikerkaare. Mäetipud sunnivad ookeanilt tulevaid passaattuule tõusma ja jahtuma, luues „avatud mustri vihmahoogude ja pilvedes olevate aukudega, et päike pääseks sisse,” selgitab Businger. See erineb näiteks Vaikse ookeani loodeosa kohtadest, kus sajab palju vihma, kuid kihtpilved varjavad päikese. Lisaks on Hawaii tuntud oma puhta mereõhu poolest. 'Kui mõni vulkaaniline udu välja arvata, on meil siin väga puhas atmosfäär, sest oleme saasteallikatest nii kaugel,' ütleb Businger. 'Ja selle tulemuseks on väga tugev päikesepaiste, mis tekitab hiilgava vikerkaare.'

Hawaii mäed on üks tegur, mis aitab luua sagedasi eredaid vikerkaare. Krediit: Steven Businger

Nendel mitmevärvilistel majesteetidel on Hawaii kultuuris oluline tähtsus. Nad kaunistavad numbrimärke ja mängivad Hawaii ülikooli maskoti, Rainbow Warriorsi rolli. Kuid nende sümboolika ulatub kaugemale Hawaii folkloori ja keele juurde, ütleb Hawaii ülikooli havai keele emeriitprofessor M. Puakea Nogelmeier, kes nõustab Busingerit ja teeb temaga koostööd.

Ta ütleb, et vikerkaared sümboliseerivad sageli piiri, mis on jumalate ja inimeste vahel.

Jumalad elavad metsaaladel
Varjatud vaateväljast tungiva udu ja heleda madalal asuva vikerkaarega (uakoko-verivihm)

Hawaii kultuuris on need tähistanud üleloomulike, autoritasude ja püha olemite olemasolu ning neile on luules viidatud mitmel viisil. Need tähelepanekud pärinevad sajandeid tagasi, kuuludes „preesterlike teaduste osa” alla.Nogelmeierütleb. 'Nad pidid suutma jälgida ja tuvastada ja tõlgendada füüsilisi nähtusi, mida peeti oluliseks.'

Kahekordne vikerkaar Kaiwis. Krediit: Steven Businger

Vikerkaare sillerdavad ribad – mis tahes kuju või kujuga – on vaatamisväärsus: pilvedes virvendav väike värvitriip, vaateväljasse veritsev hele sammas, üle taeva kaarduv kiirgav sild. Hawaii keeles on nende erinevate kujundite jaoks spetsiifilised terminid, selgitab Nogelmeier.

'Inglise keeles kasutame ma arvan, et me kasutame palju sõna 'vikerkaar': vikerkaar pilvedes, vikerkaar ookeani kohal. Kui havailane eristaks seda rohkem ja ütleks: 'Ei, see on värvi sammas.' See on bänd.“ See on teistsugune spetsiifika. Näiteks madalad, Maa külge klammerduvad vikerkaared on 'uakoko', seisvaid vikerkaare nimetatakse 'kāhili', nõrgalt nähtavad vikerkaared on 'punakea' ja kuukaared, mis on nähtavad kuu valguses, on 'ānuenue kau pō'. '

«Ühes siin orus on vikerkaar kõige rohkem terve päeva. Asi on lihtsalt selles, kas seal on udu ja kõikjal, kus päike on, vaadake vikerkaart teiselt poolt,” ütleb Nogelmeier. 'See peaks tegelikult olema legendi lõpu füüsiline kehastus. See on inimene, keda siis trotsiti ja kes muutus omamoodi üleloomulikuks, jätkates ilmumist ja inimeste valvamist. Tuahine, sõsarvihm, kannab alati vikerkaart kaasas .”

Vikerkaare ilu kõlab paljude inimestega. Businger ütleb, et vikerkaar võib olla viis loodusega ühenduse loomiseks.

'See paneb meid seisma ja tõesti vaatama, mis toimub,' ütleb ta. Et aidata muuta vikerkaare tagaajamine kättesaadavamaks, on Businger, Paul Cynn ja tema kolleegid välja töötanud RainbowChase rakendus , mis kasutab radari ilmateavet, mis aitab Hawaii kasutajatel kindlaks teha, kas nad näevad läheduses vikerkaart. Meeskond kavatseb laiendada rakenduse leviala kogu USA-s ja rohkemates riikides.

Businger ütleb aga, et seal, kus me tavaliselt vikerkaare näeme, võib kliimamuutuste tõttu muutuda. Tulevase uuringu jaoks kasutavad Businger ja kolleeg kliimamudeleid, et mõista sademete jaotumise muutusi. 'Mõnes kohas läheb kuivemaks ja mujal niiskemaks. Lisaks muutuvad pilved … vähem kihiliseks ja mõnel pool rünksajulisemaks,” ütleb ta. Tulemusi pole veel avaldatud, kuid Businger ütleb: 'Vikerkaarte jaotust muudab pilvede olemuse muutus ja vihmasaju muutus.'

Kas te ei saa neist elavatest prillidest küllalt? Heitke pilk allolevast galeriist vikerkaarenähtuste mitmekesisusele ja Busingeri selgitustele nende taga peituva teaduse kohta!

Kuukaared

Vikerkaarte ei näe ainult päeval. Öösel võib näha 'kuuvibu'. 'Kui näete kuud, vaatate tavaliselt päikeselt peegeldunud valgust, ' ütleb Businger, kuid lisab, et kuukaare nägemiseks on vaja palju täiskuu või peaaegu täiskuu valgust. Kuna valgus on hämaram, on kuukaarel vähem eristatavaid värve kui vikerkaarel, kuid 'Hawaiil on nii puhas õhk, et kuukaare on heledam ja neid saab pildistada.'

Topelt vikerkaar

Võib-olla kõige kuulsamalt jäädvustatud aastal see video , on kahekordne vikerkaar kahe tilkade sees peegelduse tulemus, mitte ainult üks. Esmane, selgem vikerkaar luuakse tüüpilise murdumise ja peegeldusega, mida on näha üksikutel vikerkaartidel. Kuid teise vibu puhul 'tabab tuli tilka nii, et see läheb tegelikult tilga põhja,' selgitab Businger. Ta ütleb, et valgus murdub sisenedes, peegeldab kaks korda sisemiselt ja murdub veel üks kord enne tilgast lahkumist. 'Nurk, millest see lahkub, on 51 kraadi. Ja see 51-kraadine nurk muudab selle üheksa kraadi võrra kõrgemaks kui esmase vööri 42 kraadi. Seega on taevas üheksa kraadi kõrgem,” ütleb ta. 'Ja kuna seal on lisapeegeldus, on värvid vastupidised, punane all ja indigo peal.'

Piiskade sees on võimalik isegi rohkem kui kaks peegeldust – nii et teoreetiliselt võite saada kolmekordse, neljakordse ja viiekordse vikerkaare, ütleb Businger. Kuid kahjuks on neid raske saada. 'Iga peegeldusega kaotate tilga tagant natuke valgust. Ja seetõttu on neid teisi vikerkaarte näha väga harva.

Au

Kui lendate lennukis või helikopteris läbi pilve, võite märgata oma veesõiduki varjus helendavat rõngast. 'See on nagu CD-l vikerkaaremustri vaatamine,' ütleb Businger. Businger selgitab, et need halod, mida nimetatakse 'hiilgusteks' või 'päikese hiilgusteks', on põhjustatud päikesevalguse hajumisest ühtlaste pilvepiiskade poolt. Sarnast nähtust võib näha ka päikese või kuu ümber, kuid selle vaatamisel tuleb olla ettevaatlik, et end mitte pimestada, ütleb ta. 'Kui teil on kõrge pilv, mis on õhuke ja koosneb ühtlastest pilvepiiskadest, moodustab see midagi, mida nimetatakse 'korooniks', mis on vikerkaarevärviline päikese või kuu ümber ja selle lähedal.'

Ühevärviline vikerkaar: punased ja valged vikerkaared

Mitte kõik vikerkaared ei avalda kogu värvispektrit. On kahte tüüpi vikerkaare, mis kuvavad ühte värvi.Punased vikerkaared võivad tekkida, kui päike ripub madala nurga all. Kui õhus on veidi saastet, siis tahked osakesed hajuvad sinise ja rohelise valguse laiali, selgitab ta. «Midagi nagu Kilauea vulkaanist tulev väike suits või sudu võib tekitada olukorra, kus suurem osa rohelisest ja sinisest valgusest on hajutatud. Järele on jäänud punakasoranž valgusviip.

Teine tüüp on valge vikerkaar , tuntud ka kui 'pilvekaar' või 'udukaare'. Võite näha neid nõrku, helendavaid kaare pilvede, udu- või udukihtides, kus piisad on nii väikesed, et hajutavad valgust ja hägustab värve. 'Kuna need kõik hägustuvad, muutuvad nad uuesti valgeks valguseks ja see annab teile valge vikerkaare,' ütleb ta. 'Koht, kus olen näinud kõige rohkem valgeid vikerkaarte, on Mauna Kea tipus. Sa seisad tipus ja vaatad alla pilvetekile, mis on pärastlõunal sulle väga lähedal, ja päike sajab alla ja sa näed seda valget vibu.

Vikerkaar, ainulaadselt teie oma

Kui seisaksite oma sõbra kõrval ja vaataksite vikerkaart, vaataksite mõlemad vihmaduši all kahe erineva tilkade komplekti värve. See tähendab, et vaatate tehniliselt kahte erinevat vikerkaart. 'Iga vikerkaar tuleb [iga vaataja] pea varjust välja 42 kraadi juures,' ütleb Businger. 'Sellepärast ei näe kaks inimest täpselt sama vikerkaart.'

Nii et järgmine kord, kui märkate vikerkaart, näete teie ainulaadset värvilist valguskiirt – teie enda vikerkaar.