Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

446. Можно ли увидеть круговую радугу?Радугу в виде полного круга, но в малом масштабе можно увидеть в горизонтальной плоскости, например, на травяной лужайке, покрытой росой. Такая радуга называется росяной.

Такую же радугу можно увидеть с самолета на фоне находящихся под ним облаков. [34] Известны случаи, когда в горах, а также с самолета наблюдалась радуга в виде почти полного круга в вертикальной плоскости. ( Прим. перев .)

447. Почему образуется радуга?Радуга образуется в результате преломления и отражения лучей солнечного света каплями воды. Главная радуга появляется тогда, когда лучи света преломляются и отражаются, входя в каплю, а затем вновь преломляются, выходя из капли. При этом они отклоняются на 42°, разлагаясь в спектр. Побочная радуга возникает в случае двойного отражения солнечного света в капле, что дает отклонение выходящего луча, равное 51°. Вследствие этого уменьшается интенсивность света и побочная радуга выглядит бледнее. Чем больше капли воды, тем отчетливее и ярче радуга.

Если крупные капли, имеющие радиус около 1 мм, образуют очень хорошо выраженные радуги, то во время тумана, когда капли в 20 раз меньше, радуга вырождается в бледную бесцветную дугу.

448. Можно ли увидеть радугу ночью?Радуга может появляться и ночью, когда источником света становится луна. Такая радуга называется лунной. Она представляет собой сочетание нежных бледных оттенков. Вследствие сравнительно небольшой интенсивности лунного света лунная радуга видна не так отчетливо, как дневная. В ясную ночь во время полнолуния у Ниагарского водопада можно увидеть дуги лунной радуги, появляющиеся на фоне туманной завесы брызг, которая образуется у водопада.

449. Каково расстояние до радуги?Задать такой вопрос — это все равно, что спросить, далеко ли созвездие Орион или Стрелец. Звезды, входящие в созвездие Орион, расположены на огромном расстоянии друг от друга и от наблюдателя находятся на различных удалениях. Так и радуга. Она так далека и так близка, как капли воды, в которых происходит преломление и отражение света. Небольшая радуга может образовываться в брызгах фонтана, находящегося в нескольких метрах от нас, а величественная и яркая — на фоне грозового облака, которое темнеет на расстоянии нескольких километров.

450. Можно ли пройти под аркой радуги?Этот вопрос может возникнуть потому, что радуга похожа на мост. Ответ на него должен быть отрицательным, так как само явление предполагает, что наблюдатель всегда находится между радугой и солнцем, расположенным за его спиной. Другое положение наблюдателя по отношению к этим двум объектам невозможно. Если приблизиться к зоне дождя, в котором образуется радуга, она исчезнет.

451. Могут ли два человека видеть одну и ту же радугу?Два человека могут видеть радугу в одно и то же время, но радуга, которую они видят, не будет одной и той же. Радуга рождается из лучей света, отраженных и преломленных в различных каплях. Она не является каким-то объектом, расположенным в трехмерном пространстве. Как только фокус или луч зрения глаза изменит положение, радуга также переместится.

Так как положение глаз двух наблюдателей не совпадает, они не могут видеть одну и ту же радугу.

452. Что такое «брокенское видение»?Это странное и впечатляющее явление впервые было замечено на горе Брокен в Германии. С высоких пиков гор Гартц оно может наблюдаться несколько раз в году. «Брокенское видение» отмечается также во многих других горных районах.

Если стоять на вершине холма или пика ранним утром или в конце дня, когда солнце всходит или заходит, т. е. находится за возвышенностью, то тень стоящего на вершине горы наблюдателя при известных условиях разрастается в колоссальную фигуру на фоне гряд облаков, дымки или тумана. Теневые фигуры повторяют все жесты и движения человека, могут быть окружены концентрическими кольцами радужного ореола, которые называются глориями, или ложными радугами. В Западном Китае набожные буддисты совершают паломничества на гору Гин-Дин (Золотой пик), чтобы увидеть так называемое «великолепие Будды» — особо яркую разновидность «брокенского видения». Подобное явление могут наблюдать пассажиры самолета. На верхней кромке облачности иногда можно увидеть мчащуюся тень самолета, окруженную радужными кольцами.

453. Что такое мираж?Мираж — это такое оптическое явление, при котором благодаря атмосферной рефракции света предметы кажутся искаженными, передвинутыми (поднятыми или опущенными), увеличенными или уменьшенными, отраженными или перевернутыми. Мираж может возникнуть, если плотность и температура приземных слоев воздуха значительно отличаются от температуры и плотности окружающего воздуха.

454. Какие бывают миражи?Миражи бывают двух типов: верхние и нижние. [35] В природе встречаются и боковые миражи. ( Прим. пер ев.) При верхнем мираже над удаленным предметом наблюдается одно или несколько его изображений. При нижнем мираже наблюдатель видит предметы ландшафта, а под ними — их изображение, как будто предмет отражается в воде. [36] Интересные случаи миражей описаны в журнале «Наука и жизнь», № 1, 1965. ( Прим. перев .)

455. Какое состояние атмосферы благоприятствует образованию миражей?В течение жаркого дня земная поверхность сильно нагревается, особенно сильно — в зоне пустынь.

Горячая почва, в свою очередь, нагревает прилегающий к ней слой воздуха. Таким образом, создается существенная разница между температурой (и плотностью) воздуха приземного слоя и лежащих выше слоев атмосферы. Ночью создаются обратные условия. Над пустынными районами, где почти всегда бывает безоблачное небо, в результате радиационного излучения земная поверхность сильно охлаждается и охлаждает прилегающий слой воздуха. Температура в этом слое становится ниже по сравнению с температурой слоя, расположенного выше. Такое распределение температуры по вертикали называется инверсией . В обоих случаях разности плотностей различных слоев воздуха образуют своего рода воздушную линзу , способную преломлять и отражать световые волны подобно стеклянным линзам и зеркалам.

Нижний мираж возникает во время интенсивного нагрева располагающегося у земли слоя воздуха. Верхний мираж может появиться при резкой инверсии температуры.

456. Почему в пустыне появляется «озерный» мираж?Наиболее характерным примером нижнего миража является «озерный» мираж, который возникает в очень жаркий день в пустыне. Лучи света при характерном для нижнего миража распределении температуры искривляются вверх. Поэтому, распространяясь от отдаленных предметов, они не попадают в глаз наблюдателя. Горизонт кажется удивительно суженным. У наблюдателя создается впечатление, что перед ним находится небольшой участок пустыни, а дальше, там, где должны быть еще пески, — похожее на небо белесоватое мерцающее пространство. Человек не привык видеть небо, располагающееся ниже уровня глаз, за исключением случая, когда оно отражается в воде. Следовательно, он будет воспринимать мерцающее пространство как озеро. Это впечатление усиливает дрожание перегретого воздуха над пустыней.