Regenbogenwolken sind ein relativ seltenes optisches Phänomen. Es kann zu jeder Jahreszeit gesehen werden, besonders aber oft im Herbst. Diese Wolken können in allen Farben des Spektrums gefärbt werden.
Sie bestehen aus kleinen Wassertropfen von fast gleicher Größe.
Wenn also die Sonne eine bestimmte Position am Himmel einnimmt und gleichzeitig hinter ausreichend dichten Wolken verborgen ist, kann jede in der Nähe befindliche (transparente) Wolke in Spektralfarben gefärbt werden. Dieses Phänomen erklärt sich aus der Tatsache, dass Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge auf unterschiedliche Weise abgelenkt werden, was bedeutet, dass das Licht dieser Wellen aus unterschiedlichen Richtungen zum Betrachter gelangt.
Die Wolke kann vollständig oder nur an den Rändern regenbogenfarben werden, stumpfe Farben haben oder sehr hell sein. Im letzteren Fall müssen die Wolkentröpfchen die gleiche Größe haben. Nur dann wird es satte Farben haben.
Dieses Phänomen tritt am besten bei Altocumulus (insbesondere Altocumulus lenticular) und Cirrocumulus auf.
Und jetzt im Detail
Die Zeit des späten 19. - frühen 20. Jahrhunderts gab der Menschheit eine ganze Galaxie großer Wissenschaftler auf dem Gebiet der Kernphysik, Genetik und Erforschung der Polarregionen. Zum Beispiel war der Zweck der Expedition von Robert Scott auf der Terra Nova in die Antarktis in den Jahren 1910-1912 nicht nur ein sportlicher Ansturm auf den Südpol, sondern auch komplexe geophysikalische Studien des südlichsten Kontinents der Erde. George Simpson, ein Stabsmeteorologe der Expedition, veröffentlichte 1912 den ersten Artikel über Phänomene in den Wolken, der sich mit Phänomenen wie der Irisierung in den Wolken befasste (von der griechischen Iris Iρις - Regenbogen), auch "Regenbogenwolken" genannt.
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Regenbogenwolken sind ein eher seltenes optisches Phänomen, bei dem sehr dünne Wolken in der Nähe der Sonne in Spektralfarben gefärbt sind. Normalerweise sind diese Farben pastellfarben, blass, aber unter bestimmten Bedingungen können sie sehr hell sein. Simpson wies zu Recht darauf hin, dass die Irisation die häufigste Art von Kronen ist - ein optisches Phänomen, das mit der Beugung von Licht durch unterkühlte Wassertropfen in Wolken und der Bildung farbiger Kreise in einem wolkigen Schleier um die Sonne verbunden ist.
Regenbogenwolken sind im Kern Teil einer ausgefallenen Krone. Und wenn vollwertige Kronen in der Atmosphäre extrem selten sind, dann kann fast jeder Regenbogenwolken sehen, die Hauptsache ist, vorsichtig zu sein! Es ist am besten, Regenbogenwolken in dunklen Gläsern zu beobachten, um nicht blind zu werden, da sie nur in der Nähe der Sonne in einem Abstand von etwa 3 bis 15 °, in einigen Fällen bis zu 30 °, auftreten. Aber wenn der Stern hinter etwas versteckt ist (hinter einer anderen Wolke, hinter einem Berg usw.), kann das Schillern mit bloßem Auge gesehen werden.
Es gibt normalerweise ein Schillern an den Rändern von Zirrus-, Cirrocumulus- und Altocumuluswolken. Die Lichtquelle kann übrigens nicht nur die Sonne, sondern auch der Mond sein. Irisierung kann auf Flugzeugkondensationswegen und auch auf Cumulonimbuswolken (auf dem sogenannten Schleier oder Amboss) beobachtet werden. Solche Regenbogenwolken sind zwar kein gutes Zeichen, im Gegenteil, sie sprechen von einer bevorstehenden Verschlechterung des Wetters! Und am häufigsten tritt Schillern in für Berggebiete charakteristischen linsenförmigen (linsenförmigen) Altocumuluswolken auf. Die Luft in den Bergen ist sauberer und praktisch frei von Verunreinigungen. Infolgedessen ist es für Wassertropfen viel schwieriger, sich in Kristalle umzuwandeln. Tatsache ist, dass unterkühltes Wasser Eiskristallen wegen des Auftretens von Schillern vorzuziehen ist.
Sonnenlicht, das auf ein trübes Tröpfchen oder einen Eiskristall trifft, wird von der Ausbreitung in einer geraden Linie abgelenkt. In diesem Fall hängt die Größe der Lichtablenkung von der Wellenlänge ab, daher führt die Beugung des Sonnenlichts immer zu seiner Zerlegung in ein Spektrum. Aufgrund dieser einzelnen Streuung bilden sich um jeden Tropfen farbige Kreise. Ihre Helligkeit ist sehr gering und nur durch Überlagerung sichtbar. Die Größe der Farbkreise hängt nicht nur von der Wellenlänge ab, sondern auch von der Größe des Hindernisses (übrigens können Sie durch den Winkelabstand der gleichfarbigen Kreise in den Kronen von der Sonne den Radius der Wolkenteilchen ziemlich genau berechnen).
In einer Wolke mit einer großen Streuung von Partikeln überlappen sich die Farbkreise und das Schillern verschwindet. In optisch dichten Wolken nimmt der mit Mehrfachstreuung verbundene Effekt zu, was auch für den irisierenden Effekt „tödlich“ist. Optisch dünne Wolken (oder Teile von Wolken) mit einer monodispersen Verteilung von Wolkenteilchen in Größe und Form sind daher ideal zum Schillern. Je gleichmäßiger die Wolkenteilchen sind, desto heller sind die Farben der Regenbogenwolke. Und es ist höher in Wassertropfen. Und sie sind viel erfolgreicher in der Größe als ihre Eiskollegen.
Für die Bildung von Regenbogenwolken muss die Größe der Wolkenteilchen das 5- bis 50-fache der Wellenlänge des Lichts betragen, dh 3,5 bis 35 um für Rot und 2 bis 20 um für Blau. Beobachtungen zeigen, dass die hellsten Regenbogenwolken in Wolken mit einer Partikelgröße von etwa 10 Mikrometern oder weniger beobachtet werden. Und nach den neuesten Satellitenbeobachtungsdaten [8] liegt die häufigste Größe von Eiskristallen in Wolken bei etwa 30–40 µm, obwohl Eiskristalle sowohl kleinerer als auch größerer Größe (von 2–3 bis 60–65 µm) gefunden werden. Der Variabilitätsbereich von Wassertropfen in Wolken ist enger: von Zehnteln bis 30–40 µm, wobei die häufigsten Tröpfchengrößen im Bereich von 2–3 µm und 10–15 µm liegen. Es sind diese unterkühlten Tropfen, die sich ideal zur Bildung von Regenbogenwolken eignen! Übrigens noch eine interessante Tatsache:Es war George Simpson, der in seiner Arbeit von 1912 auf Beobachtungen von Regenbogenwolken beruhte und zunächst (wenn auch indirekt) bestätigte, dass sich Wasser in Wolken in einem unterkühlten Zustand befindet. Moderne Beobachtungen zeigen, dass Wolken bis zu einer Temperatur von etwa -15 ° C fast ausschließlich aus Wassertröpfchen bestehen, bis zu einer Temperatur von -40 ° C - sowohl Wassertröpfchen als auch Eiskristalle, und nur bei einer niedrigeren Temperatur befindet sich Wasser in der flüssigen Phase Wolken treten fast nie auf. In den Arbeiten der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde darauf hingewiesen, dass sich Regenbogenwolken nur auf unterkühlten Wassertropfen bilden können. In den letzten Jahrzehnten wurde jedoch entdeckt, dass Eiskristalle auch zur Bildung von Regenbogenwolken führen können. Moderne Beobachtungen zeigen, dass Wolken bis zu einer Temperatur von etwa -15 ° C fast ausschließlich aus Wassertröpfchen bestehen, bis zu einer Temperatur von -40 ° C - sowohl Wassertröpfchen als auch Eiskristalle, und nur bei einer niedrigeren Temperatur befindet sich Wasser in der flüssigen Phase Wolken treten fast nie auf. In den Arbeiten der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde darauf hingewiesen, dass sich Regenbogenwolken nur auf unterkühlten Wassertropfen bilden können. In den letzten Jahrzehnten wurde jedoch entdeckt, dass Eiskristalle auch zur Bildung von Regenbogenwolken führen können. Moderne Beobachtungen zeigen, dass Wolken bis zu einer Temperatur von etwa -15 ° C fast ausschließlich aus Wassertröpfchen bestehen, bis zu einer Temperatur von -40 ° C - sowohl Wassertröpfchen als auch Eiskristalle, und nur bei einer niedrigeren Temperatur befindet sich Wasser in der flüssigen Phase Wolken treten fast nie auf. In den Arbeiten der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde darauf hingewiesen, dass sich Regenbogenwolken nur auf unterkühlten Wassertropfen bilden können. In den letzten Jahrzehnten wurde jedoch entdeckt, dass Eiskristalle auch zur Bildung von Regenbogenwolken führen können.dass sich Regenbogenwolken nur auf Tröpfchen unterkühlten Wassers bilden können, aber in den letzten Jahrzehnten wurde entdeckt, dass Eiskristalle auch zur Bildung von Regenbogenwolken führen können.dass sich Regenbogenwolken nur auf Tröpfchen unterkühlten Wassers bilden können, aber in den letzten Jahrzehnten wurde entdeckt, dass Eiskristalle auch zur Bildung von Regenbogenwolken führen können.
Das Phänomen des Schillerns ungewöhnlich hoher und kalter Zirruswolken, bestehend aus Eiskristallen mit einer nahezu monodispersen Größenverteilung, wird aktiv untersucht.
Diese Wolken befinden sich in der Nähe der Tropopause (eine schmale Schicht der Atmosphäre, die die Troposphäre und die Stratosphäre trennt), ihre Temperatur beträgt etwa –70… –75 ° C und die Größe der Eispartikel beträgt nur 2–5 Mikrometer. In einer der neuesten Arbeiten gingen amerikanische Wissenschaftler davon aus, dass diese Eiskristalle durch das Abfallen von Schwefelsäureteilchen aus der Stratosphäre entstanden sind, die als eine Art Kondensationskern für Wasserdampf dienen.
Schwefel gelangt bei großen Vulkanausbrüchen in die Stratosphäre, tropische Vulkane sind dafür besonders "gut". Sie können Schwefel bis zu einer Höhe von 20 bis 30 km in die Stratosphäre werfen. Hier breitet sich Schwefel schnell über den Planeten aus (dank der Brewer-Dobson-Zirkulation, die Luft in der Stratosphäre von den Tropen in die polaren Breiten transportiert) und beginnt sich langsam in der unteren Atmosphäre niederzulassen. Der Senkungsprozess kann bis zu 2-3 Jahre dauern.
Sulfat-Aerosole in der Stratosphäre verursachen verschiedene optische Effekte, von bunten Sonnenuntergängen und Sonnenaufgängen bis hin zu sogenannten Bishop-Ringen - eine Art Heiligenschein mit einem hellblau-weißen Zentrum und einem dunkelrotbraunen Rand. Der letzte mächtige Ausbruch war die Explosion des Mount Pinatubo im Jahr 1991, das nächste Jahr war geprägt von einem echten Aufruhr von Lichtphänomenen in der Atmosphäre.
In Holland wurden die Ringe des Bischofs fast jeden Tag aufgezeichnet, und die Prognostiker sahen sie nicht nur an Tagen mit durchgehend tiefen Wolken. Es ist möglich, dass Regenbogenwolken häufiger beobachtet wurden, aber es gibt keine direkten Informationen darüber: Bisher gibt es keine systematische Bewertung der Klimatologie (räumliche Verteilung, jährliche Variation, zwischenjährliche Veränderungen usw.) dieses Phänomens. Um den Einfluss von Vulkanen auf die Bildung von Regenbogenwolken zu bestätigen, muss man anscheinend auf den nächsten mächtigen Ausbruch warten. In der Zwischenzeit können Sie einfach die Fotos genießen, die glückliche Forscher ungewöhnlicher Naturphänomene mit uns teilen.