Prečo je Havaj ideálnym miestom pre dúhu

Prečo je Havaj ideálnym miestom pre dúhu

Z helikoptéry môžete vidieť kruhovú dúhu s ostrovom Molokai v pozadí. Poďakovanie: Steven Businger

Keď vidíte dúhu, prezeráte si len malý výsek z obrázka. Táto charakteristická viacfarebná krivka tiahnuca sa po oblohe v skutočnosti vôbec nie je „luk“, ale kruh čiastočne zastrčený pod horizontom. Steven Businger, ktorý sa týči nad Havajskými ostrovmi, mal to šťastie, že pri dokončení videl dúhu: 360-stupňovú farebnú slučku.



„Po celej Zemi sa neustále vyskytujú dúhy, ale mnohé z nich nevidíme,“ hovorí Steven Businger, atmosférický vedec a profesor na Havajskej univerzite Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology. „Uhol je taký, že dúha je v skutočnosti pod horizontom. To je dôvod, prečo je na Havaji zábavné ísť hore v malom lietadle alebo helikoptére a strieľať dúhy zo vzduchu.“

Tento pohľad z vtáčej perspektívy je len jedným z mnohých pozorovaní, ktoré Businger urobil, aby lepšie pochopil fyziku, geometriu a optiku za týmito prírodnými zázrakmi. Businger je lovec dúhy – lietal v helikoptérach, vyliezol na hmlisté sopečné vrcholy a uprostred raňajok vybehol z domu, aby odfotografoval dvojitú dúhu. Tieto fantastické lúče farieb sú atmosférické optické efekty, vysvetľuje Businger, ktorý opisuje v nedávnom článku publikovanom v časopise Bulletin Americkej meteorologickej spoločnosti .

„Od malička ma fascinuje atmosferická optika a dúhy sú úžasným fenoménom,“ hovorí. 'Pre mnohých ľudí to skutočne priťahuje ich pozornosť.'

Dúha nad Oahu. Poďakovanie: Steven Businger

Recept na dúhu je celkom jednoduchý, hovorí Businger: Na základnej úrovni „potrebujete trochu slnka a potrebujete trochu dažďa“.

Každá kvapka v dažďovej sprche pôsobí ako minihranol. Kvapka sa ohýba (láme) a odráža (odráža) svetlo. Svetelné vlny sa pri vstupe do kvapky lámu, odrážajú sa od zadnej časti kvapky a potom sa ešte raz lámu, keď kvapku opúšťajú. Keďže každá farebná vlnová dĺžka má rôzne energie, lámu sa v mierne odlišných uhloch, čo umožňuje farbám rozdeliť sa do spektra, ktoré vidíme v dúhe. Čím jednotnejšia je veľkosť dažďových kvapiek, tým žiarivejšia je dúha, „kde sú farby výraznejšie,“ vysvetľuje Businger. Lom a odraz svetla má za následok 42-stupňový uhol. „Ak je slnko za vaším chrbtom a pozeráte sa na tieň svojej hlavy, dúha je 42 stupňov nad týmto bodom,“ vysvetľuje.

(Úplne vpravo) Najvyššia dúha nastáva hneď po východe slnka, po ktorej nasleduje kratšia výška dúhy, keď slnko počas rána vychádza vyššie na oblohu, až kým (úplne vľavo) dúha nezapadne pod horizont, keď uhol slnka presiahne 42 stupňov. „V údolí Manoa prichádzajú hmlisté dažde, ktoré prichádzajú do údolia a zimné slnko zapadá a vytvára dúhu. Videl som, ako dúha začína ráno na západ a postupne sa posúva počas celého dňa,“ hovorí Businger. „Viete si predstaviť dúhu, ktorá trvá sedem hodín? Je to naozaj zábavné.' Kredit: Bulletin Americkej meteorologickej spoločnosti

Havaj má tiež špeciálny zámok na dúhové javy, tvrdí Businger vo svojom článku. 'Presťahoval som sa na Havaj v roku 1993 a bol som ohromený tým, koľko dúh tam bolo.'

Kombinácia pasátov, kopovitá oblačnosť, hornatý terén a čistý vzduch prispievajú k pozorovaniu dúhy na Havajských ostrovoch. Vrcholy hôr nútia pasáty z oceánu stúpať a ochladzovať sa, čím vytvárajú „otvorený vzor s dažďovými prehánkami a dierami v oblakoch, do ktorých môže vchádzať slnko,“ vysvetľuje Businger. To je na rozdiel od miest na severozápade Pacifiku, kde je veľa dažďa, ale stratiformné mraky blokujú slnko. Havaj je navyše známy svojim čistým morským vzduchom. „S výnimkou vulkanického oparu tu máme veľmi čistú atmosféru, pretože sme tak ďaleko od zdrojov znečistenia,“ hovorí Businger. 'A to vedie k veľmi silnému slnečnému žiareniu, ktoré vytvára brilantnú dúhu.'

Havajské hory sú jedným z faktorov, ktoré pomáhajú vytvárať časté, jasné dúhy. Poďakovanie: Steven Businger

Tieto viacfarebné majestáty majú v havajskej kultúre významný význam. Zdobia poznávacie značky a hrajú úlohu maskota Havajskej univerzity, bojovníkov Rainbow. Ale ich symbolika siaha ďalej do havajského folklóru a jazyka, hovorí M. Puakea Nogelmeier, emeritný profesor havajského jazyka na Havajskej univerzite, ktorý radí a spolupracuje s Busingerom.

Dúha často symbolizuje hranicu, hovorí, „závoj medzi ríšami bohov a ríšami ľudí“.

Z spevu pre Laka a božstvá lesa:
Boh žije v lese
Prekáža hmla, húština


Bohovia prebývajú v zalesnených oblastiach
Vo výhľade ho blokujú vrhajúce sa hmly a jasná, nízko položená dúha (uakoko-krvavý dážď)

V havajskej kultúre znamenali prítomnosť nadprirodzených, kráľovských, posvätných entít a v poézii sa na ne odkazuje rôznymi spôsobmi. Tieto pozorovania pochádzajú zo stáročí a spadajú pod „časť kňazských vied“,Nogelmeierhovorí. 'Museli byť schopní pozorovať a identifikovať a interpretovať fyzikálne javy, ktoré boli považované za významné.'

Dvojitá dúha v Kaiwi. Poďakovanie: Steven Businger

Dúhové pásy dúhy – v akomkoľvek tvare alebo forme – sú pohľadom na pohľad: malý pruh farby trblietajúci sa v oblakoch, jasný stĺp krvácajúci do výhľadu, žiarivý most klenúci sa po oblohe. V havajskom jazyku existujú špecifické výrazy pre tieto rozmanité tvary, vysvetľuje Nogelmeier.

„Myslím si, že v angličtine často používame slovo „dúha“: dúha v oblakoch, dúha nad oceánom. Tam, kde by to Havajčan viac rozlíšil a povedal: „Nie, je to farebný stĺp. Je to kapela.‘ Je to iný druh špecifika.“ Napríklad nízke, na Zemi priliehajúce dúhy sú „uakoko“, stojace dúhové hriadele sa nazývajú „kāhili“, slabo viditeľné dúhy sú „punakea“ a mesačné oblúky, ktoré sú viditeľné vo svetle mesiaca, sú „ānuenue kau pō. '

„V jednej z dolín je dúha najviac po celý deň. Ide jednoducho o to, či je stojaca hmla a kdekoľvek je slnko, sledujte dúhu na druhej strane,“ hovorí Nogelmeier. „V skutočnosti by to malo byť fyzické stelesnenie konca legendy. To je osoba, ktorá bola potom vzdorovaná a stala sa akýmsi nadprirodzeným, naďalej sa objavovať a bdieť nad ľuďmi. Tuahine, sesterský dážď, so sebou vždy nesie dúhu .“

Poďakovanie: Steven Businger

Krása dúhy rezonuje u mnohých ľudí. Businger hovorí, že dúhy môžu byť spôsobom, ako sa spojiť s prírodou.

'Núti nás to stáť na mieste a skutočne sa pozerať na to, čo sa deje,' hovorí. Businger, Paul Cynn a jeho kolegovia vyvinuli, aby sa dúhové naháňanie stalo dostupnejším Aplikácia RainbowChase , ktorá využíva radarové informácie o počasí, ktoré pomáhajú používateľom na Havaji určiť, či v blízkosti vidia dúhu. Tím plánuje rozšírenie pokrytia aplikácie v USA a do ďalších krajín.

Businger však hovorí, že miesto, kde bežne vidíme dúhy, sa môže zmeniť v dôsledku zmeny klímy. Pre budúcu štúdiu Businger a kolega používajú klimatické modely na pochopenie zmien v distribúcii zrážok. „Na niektorých miestach je stále suchšie a na iných vlhkých. Okrem toho sa oblaky stávajú … menej stratiformnými a na niektorých miestach sú viac kopovité,“ hovorí. Výsledky ešte musia byť zverejnené, ale Businger hovorí: 'Je to zmena v povahe oblakov a zmena v tom, koľko dažďa máte, čo zmení rozloženie dúh.'

Nemôžete sa nabažiť týchto žiarivých okuliarov? Pozrite sa na rozmanitosť dúhových javov a Busingerovo vysvetlenie vedy, ktorá sa za nimi skrýva v galérii nižšie!



Mesačné luky

Mesačný luk nad mestom Kihei pri pohľade z Kula na Maui na Havaji. Poďakovanie: Arne-kaiser/ Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Dúhy nevidno len cez deň. V noci môžete vidieť „mesačné luky“. 'Keď vidíte mesiac, vo všeobecnosti sa pozeráte na svetlo odrazené od slnka,' hovorí Businger, ale dodáva, že na to, aby ste videli mesačný luk, potrebujete veľa svetla zo splnu alebo takmer splnu. Keďže je svetlo slabšie, mesačný luk má menej výrazné farby ako dúha, ale „na Havaji, keďže máme taký čistý vzduch, sú mesačné luky jasnejšie a dajú sa fotografovať“.

Dvojitá dúha

Nízka dvojitá dúha priliehajúca k Zemi. Poďakovanie: Steven Businger

Azda najznámejšie zachytené v toto video , dvojitá dúha je výsledkom dvoch odrazov vo vnútri kvapiek – namiesto iba jedného. Primárna, výraznejšia dúha je vytvorená s typickým lomom a odrazom, ktorý možno vidieť u jednotlivých dúh. Ale pri druhom úklone svetlo „dopadá na kvapku takým spôsobom, že v skutočnosti ide do spodnej časti kvapky,“ vysvetľuje Businger. Svetlo sa pri vstupe láme, vnútorne sa odráža dvakrát a pred opustením kvapky sa láme ešte raz, hovorí. „Uhol, ktorý opúšťa, je 51 stupňov. A tento 51-stupňový uhol ho stavia o deväť stupňov vyššie ako 42 stupňov primárneho predklonu. Takže na oblohe je o deväť stupňov vyššie,“ hovorí. 'A pretože je tu ďalší odraz, farby sú obrátené, s červenou na spodku a indigom navrchu.'

Je dokonca možné pre viac ako dva odrazy vo vnútri kvapiek - takže teoreticky by ste mohli získať trojitú, štvornásobnú a päťnásobnú dúhu, hovorí Businger. Ale nanešťastie je ťažké ich zohnať. „S každým odrazom strácate kúsok svetla zo zadnej časti kvapky. A tak je veľmi zriedkavé vidieť tieto ďalšie dúhy.'

Súvisiaci článok

Prielom vlny v oblakoch

Sláva

Oblak (vľavo) a sláva obklopujúca tieň helikoptéry. Poďakovanie: Steven Businger

Ak letíte cez oblak v lietadle alebo helikoptére, môžete si všimnúť žiariaci prstenec okolo tieňa vášho plavidla. „Je to ako pozerať sa na dúhový vzor na CD,“ hovorí Businger. Tieto halo, známe ako „slávy“ alebo „slnečné slávy“, sú spôsobené rozptylom slnečného svetla jednotnými kvapôčkami oblakov, vysvetľuje Businger. Podobný jav možno vidieť okolo Slnka alebo Mesiaca, ale musíte si dávať pozor, aby ste sa neoslepili, ak sa ho pokúsite vidieť, hovorí. 'Ak máte vysoký oblak, ktorý je tenký a je vyrobený z rovnomerných kvapiek oblaku, vytvorí niečo, čo sa nazýva 'korona', čo je dúhová farba okolo Slnka alebo Mesiaca.'

Jednofarebná dúha: Červená a biela dúha

„Oblak“, známy aj ako „hmlový luk“ a „biela dúha“. Poďakovanie: Steven Businger

Nie všetky dúhy rozvetvujú celé spektrum farieb. Existujú dva typy dúh, ktoré zobrazujú jednu farbu.Červené dúhy sa môžu objaviť, keď slnko visí pod malým uhlom. Ak je vo vzduchu trochu znečistenia, častice spôsobia, že sa modré a zelené svetlo rozptýli, vysvetľuje. „Niečo ako malý dym alebo smog zo sopky Kilauea môže vytvoriť situáciu, keď sa väčšina zeleného a modrého svetla rozptýli. Čo po ňom zostalo, je pruh červeno-oranžového svetla.'

Druhým typom je biela dúha , tiež známy ako „cloudbow“ alebo „hmlový luk“. Môžete zahliadnuť tieto slabé, žiariace oblúky v kúdoloch oblakov, hmly alebo hmly, kde sú kvapky také malé, že rozptyľujú svetlo a rozmazávajú farby. 'Keďže sa všetky nejako rozmazávajú, opäť sa stanú bielym svetlom a to vám dáva bielu dúhu,' hovorí. „Miesto, kde som videl najviac bielych dúh, je na vrchole Mauna Kea. Stojíš na vrchole a pozeráš sa dolu na oblakovú palubu, ktorá je poobede naozaj blízko teba, a slnko leje dole a ty vidíš túto bielu mašľu.'

A Rainbow, jedinečne vaša

Poďakovanie: Steven Businger

Ak by ste stáli vedľa svojho priateľa a pozerali sa na dúhu, obaja by ste videli farby z dvoch rôznych sád kvapiek v dažďovej sprche. To znamená, že technicky vidíte dve rôzne dúhy. „Každá dúha vychádza z tieňa hlavy [každého diváka] pod uhlom 42 stupňov,“ hovorí Businger. 'To je dôvod, prečo žiadni dvaja ľudia nevidia presne tú istú dúhu.'

Takže keď nabudúce zbadáte dúhu, uvidíte váš jedinečný farebný lúč svetla – vašu vlastnú dúhu.