Кратко о статье: Уникальные и редкие погодные феномены: лунная радуга, радужные облака, зеленый луч, фата-моргана, шаровая молния и другие.
Неизведанная метеорология
Уникальные погодные явления

Есть ли у дождя отец? Или кто рождает капли росы?

Из чьего чрева выходит лед, и иней небесный — кто рождает его?

Книга Иова, 38:28-29

Она — универсальный повод для разговора. Она миллионы лет создавала ландшафт Земли, вытачивая горы и иссушая моря. Она правила историю человечества, губя могучие флоты и засыпая песком великие города. Погода. Ее зрелищные явления, — такие как закаты, бури или грозы, — всегда интересовали художников, поэтов, метеорологов и прочих людей, чья профессия требует буйной фантазии и больного воображения. Экстремальная погода волнует всех без исключения. Мы живем в современных домах с громоотводами, но сильная гроза с близкими ударами молний все равно выводит нас из душевного равновесия.

На свете есть погодные феномены, которые внушают восторг, непонимание и суеверный ужас — причем одновременно. Они происходят реже, чем затмения, а некоторые из них до недавних пор считались вымыслом. Встречайте — блудные сыновья метеорологии, атмосферные чудеса и знамения природы.


Радужная тьма

Радуга — пожалуй, самое распространенное и разноцветное шоу, которое преподносит нам погода. С легкой руки Ньютона ее называют семицветной (великий ученый увлекался мистикой и определил количество цветов радуги ради магического числа 7). На самом деле спектр радуги непрерывен, и цвета переходят друг в друга через миллионы оттенков: от красного в верхней части дуги до фиолетового в нижней.

Угловой радиус обычной радуги составляет 40-42 градуса. Чем выше расположен наблюдатель, тем более полное «коромысло» он видит. С горы или самолета можно увидеть редкие виды радуг — перевернутые, или кольцевые. Из-за вторичного преломления света около первой радуги порой возникает вторая с углом около 50 градусов.



К сожалению, увидеть радугу и Солнце одновременно (без зеркал) невозможно — последнее всегда должно находиться за спиной наблюдателя.

Радуга — явление яркое и очевидно позитивное. Однако представители народности сумо (Гондурас, Никарагуа) считают ее дьявольскими кознями и прячут от радуги своих детей. Точно так же ведут себя карены (Бирма), верящие, что радужный демон пожирает их детей. Наконец, в древней Японии радуга из-за сходства со змеей часто считалась дурным знамением.

Древние шумеры считали радугу небесным мандатом на развязывание войны. Объяснение этому странному поверью можно найти в мифах про бога Нинурту, где радуга ассоциировалась с боевым луком. Аналогичный мотив есть и у индусов — бог Индра поразил демона-змею из радужного лука.



Небо между двойными радугами, как правило, имеет более темный цвет.

Древние скандинавы считали радугу мостом Биврёст, соединявшим Мидгард (наш мир) с Асгардом (миром богов). Только боги и павшие в бою храбрецы могут ходить по нему. Защиту от нежеланных посетителей обеспечивает красная дуга радуги — огонь, покрывающий весь Биврёст.

От нападения гигантов мост сторожил бог Хеймдалль, обладавший феноменальным зрением и способный слышать, как растет трава в поле и шерсть на овцах. Дворец этого бога — Хименбьерг — располагался в верхней части радуги. Впрочем, когда наступит конец света (Рагнарёк), мост все равно будет разрушен.

Подобно скандинавам, древние греки считали радугу дорогой богини Ириды, матери Эроса и вестницы богов. Различные племена австралийских аборигенов считают радугу великой изначальной змеей-творцом, выпивающей всю воду во время засухи и выплескивающей ее в сезон дождей (такое же поверье есть у эстонцев, правда, их радужная змея почему-то имеет голову быка). В Библии же радуга скрепляет союз между богом и человечеством (в лице Ноя), гарантируя, что потопа больше никогда не будет.



Биврест (Артур Рэкхэм).

Я полагаю радугу Мою в облаке, чтоб она была знамением завета между Мною и между землею.

Бытие, 9:13

Оригинальнее всего оказались болгары. У них есть поверье, что, если человек пройдет под радугой, его пол изменится. Примечательно, что международное движение ГЛБТ (гомосексуалистов, лесбиянок, бисексуалов и транссексуалов) борется за свои права под радужным флагом.



Торнадо и радуга (Канзас)

Свет и тьма

Одним из самых редких видов радуги считается лунная. Она возникает точно так же, как и солнечная, только ночью. Луна отражает мало света, так что для появления радуги ночное светило должно быть в полной фазе и находиться низко над горизонтом.

Чувствительность цветовых колбочек наших глаз слишком мала для восприятия преломленного света Луны, поэтому лунная радуга в подавляющем большинстве случаев выглядит бледной. Ее фотографируют с очень большой выдержкой. Такие снимки выглядят как дневные (за вычетом звезд на небе), движущиеся объекты на них смазаны, зато лунная радуга ничем не отличается от солнечной.

Этот уникальный феномен можно наблюдать довольно часто — но лишь в некоторых местах Земли и, как правило, на крупнейших водопадах. Больше всего повезло США: у них есть три подобных водопада (Камберленд, Ваймеа, Йосемити). Лунными радугами также знаменит африканский водопад Виктория.



Лунная радуга (водопад Виктория).

Туманная радуга похожа на лунную. Она также не окрашена, поскольку частицы воды в тумане настолько малы, что рассеиваемые ими цвета смешиваются. Разглядеть такую радугу очень трудно — она почти не выделяется из тумана. Чаще всего она образуется над морем. Реже всего ее можно наблюдать ночью (лунная туманная радуга).



Туманная радуга.



Лунная туманная радуга.

Небеса в огне

Радуга в виде неровной перевернутой дуги называется огненной, однако создана она не огнем, а льдом. Для ее появления нужно редчайшее стечение обстоятельств: Солнце, стоящее под углом около 60 градусов к горизонту, и перистые облака с шестиугольными кристаллами льда, сориентированными горизонтально.






Идеальная огненная радуга имеет форму дуги, но чаще выглядит как бесформенное разноцветное сияние.

Это интересно
В честь богини радуги был назван металл иридий. Его находят в геологических слоях возрастом 65 миллионов лет. Именно тогда произошло вымирание динозавров. Вероятно, иридий был занесен на Землю гигантским метеоритом либо выброшен из земной коры вулканами.
Фантасты часто называют Солнце «желтой звездой класса G2». Оно действительно принадлежит к классу G2V, однако его цвет — белый. Желтой эта звезда кажется из-за рассеивания его света земной атмосферой.
Для возникновения миражей температурный градиент должен быть около 4-5 градусов на 1 метр высоты. Песок и асфальт в жару разогреваются так сильно, что разница их температуры с воздухом достигает 10 градусов.
Известно, что Луна у горизонта кажется больше, чем обычно. В древности полагали, что атмосфера работает «линзой», увеличивая ночное светило. На самом деле это не так — размеры Луны в течение всей ночи не меняются. Феномен «большой Луны» до сих пор не имеет однозначного объяснения.
Вероятность увидеть шаровую молнию за всю жизнь составляет около 0,01%.



Погода считается одной из самых непостоянных вещей на свете. Однако знаменитое красное пятно на Юпитере — антициклон, длящийся уже 300 лет.

Замки в облаках

Огненную радугу легко спутать с радужными облаками. Последние состоят из мельчайших капель воды одинакового размера. Когда Солнце находится под определенным углом, эти облака преломляют свет когерентно и расцветают как радуга.

Самыми высокими облаками Земли являются серебристые. Они расположены близко к космосу (на высоте около 85 км) и видны только утром и вечером в летнее время (в южном полушарии — зимой), когда освещены Солнцем из-за горизонта. Серебристые облака недоступны для стратостатов и изучены очень мало.

Своим появлением они, вероятно, обязаны людям. Мезосфера слишком суха, чтобы в ней мог образоваться замерзший водяной пар. Серебристые облака появились в конце 19 века вскоре после извержения вулкана Кракатау. Предполагается, что их основу составляют частицы пыли и сверхмалые (менее 1 микрона в диаметре) частицы льда. В 20 веке к ним добавились ракетные выхлопы, так что сейчас, когда летом температура мезосферы опускается ниже -123 градусов, в ней образуются удивительные призрачные миражи.



Радужные облака.

Гораздо реже серебристых встречаются перламутровые облака — самые красочные из всех, что можно увидеть на нашей планете. Они формируются в полярных широтах на высоте 20-30 километров при температурах около минус 80 градусов. Наблюдать их можно лишь утром и вечером.

Какими бы прекрасными ни казались перламутровые (или, как их еще называют, «жемчужные») облака, они в некотором смысле являются стратосферными «убийцами». В них происходит формирование свободных радикалов, разрушающих молекулы озона.



Серебристые облака.



Серебристые облака.

Но, пожалуй, первое место в номинации за эффектность и грандиозность принадлежит редким трубчатым облакам. Обычные облака имеют плоское «дно», поскольку конденсация водяных капель в теплом воздухе происходит на определенной высоте. Однако иногда (обычно после сильной грозы или торнадо) воздушные слои перемешиваются и нижняя граница облаков становится нестабильной. Так возникают клубящиеся трубчатые облака. Они выглядят как предвестники конца света, хотя на самом деле свидетельствуют о скором улучшении погоды.









Трубчатые облака называются mammatocumulus (от латинского mamma — «грудь»), так как напоминают груди.

Солнечный круг

Солнце. Звезда, составляющая 99,8% массы всей Солнечной системы. Его обожествляли практические все культуры и религии — от древних греков до индейцев доколумбовой Америки. Уникальное исключение — ислам, боровшийся с языческим поклонением Солнцу путем запрета на любые молитвы во время его восхода или заката и не наделявший дневное светило никакими символическими качествами.

Оптические феномены, производимые Солнцем, необычайно многообразны. К сожалению, редчайшие из них не могут похвастаться эффектностью, а зачастую даже неразличимы. Таков зеленый луч.

Да, Солнце может быть зеленым! Долгое время это явление считали мифом. Суть его заключается в том, что когда Солнце заходит за далекий чистый горизонт (как правило, это море), последние отблески его сияния становятся зелеными. Это длится лишь несколько секунд, поэтому поймать обратный процесс на восходе очень сложно.



Зеленый луч.

Физика зеленого луча очевидна — очень специфическое преломление света в атмосфере (красный преломляется на меньшие, а зеленый — на большие углы). Однако ученые до сих пор не могут точно установить условия, необходимые для его возникновения. Иногда такое явление наблюдается при заходе Солнца за облако на горизонте, а иногда вместо зеленого луча вспыхивает... синий (считается, что это происходит лишь в очень чистой атмосфере).

Другое редкое зрелище — гало (ауру, нимб, ореол) можно увидеть даже вокруг Луны, однако солнечное гораздо красочнее. Их вызывают шестиугольные кристаллы льда, от конфигурации которых зависит форма гало (кольцо, дуга, пятно или все вместе). В древности гало считались дурными предзнаменованиями, чуть позже по ним предсказывали погоду (появление ложных Солнц — к дождю).



Гало.

Иногда, когда Солнце расположено прямо за наблюдателем и светит вниз на облака, его лучи могут отражаться прямо в глаза наблюдателя. Тогда возникает любопытное явление под названием глория — цветной венец света. Удобнее всего наблюдать глорию в горах или с самолета. В Азии глорию называли «светом Будды». По яркости свечения вокруг головы тени, отбрасываемой в горах на облака, можно было судить о святости человека.

Близкий родственник этих феноменов — световой столб, полоса света, тянущаяся от Солнца вверх во время восхода или заката. В возникновении этого явления опять повинны кристаллы льда в воздухе. Шестиугольные льдинки преломляют свет «столбом», когда Солнце находится под углом 6 градусов к горизонту, а цилиндрические — соответственно, под углом 20 градусов. Световые столбы также могут образовываться Луной, либо другими источниками света — например, уличными фонарями.



Глория.

Наконец, в сумерках перед самым восходом Солнца либо сразу после его заката небо вдруг «расслаивается» на три цвета — у самого горизонта оно темное, ночное, наверху оно уже голубое, а между ними пролегает розовый пояс Венеры, образовавшийся в результате рассеяния красных лучей закатного (рассветного) Солнца. Если наблюдателю видны все три слоя — значит, ему повезло. Полный пояс Венеры встречается довольно редко (в отличие от двойного, розово-голубого).



Световой столб.



Пояс Венеры.

Призраки пустыни

Оптические солнечные феномены чаще всего вызываются кристаллами льда или каплями воды, а потому распространены лишь в холодном климате. У жителей жарких стран есть свои «обманщики глаз» — миражи (от лат. mirare — «казаться»). Граница между горячим и холодным воздухом может отражать свет. Обычно она возникает на перегретых поверхностях (песке, асфальте). Мираж отражает небо и выглядит как вода. Реже отражение идет сверху, от разогретых слоев воздуха над холодной землей (верхний мираж), или сбоку — от горячих стен или скал. Миражи издревле дразнили путников в пустыне, являя им «воду».



Мираж в пустыне.

Фата-моргана

Верхние миражи отражают землю, в результате чего наблюдатель видит ландшафт на горизонте «вздыбившимся». Иногда это приводит к курьезам — например, в 1913 году американцы отправили в Арктику большую экспедицию на поиски земли Крокера, замеченной одним из мореплавателей в 1906 году. Полярники едва не погибли, но выяснили, что их цель была лишь миражом. Верхние миражи (известные также как фата-моргана) могут отражать свет из-за горизонта. В 1596 году экипаж голландского корабля наблюдал на Новой Земле, как во время полярной ночи над горизонтом показывался искаженный диск Солнца (хотя в это время года его там быть не должно). На самом деле Солнце было за горизонтом. Его свет приносил мираж. Возможно, что летающие корабли или сказочные города в небесах — не выдумки, а обычная фата-моргана.



Фата-моргана над морем.

Вихри враждебные

Жара может порождать не только красивые миражи. При наличии подходящих условий (сухая погода, высокое давление воздуха) отдельные очаги пожаров способны объединиться в единый гигантский костер, «качающий» раскаленный воздух наверх. Вокруг восходящего столба огня образуются вихревые потоки, поднимающиеся на высоту до 5 километров. Они достигают ураганных скоростей и на свет появляется огненный смерч с температурой 600-800 градусов. Он перемалывает и сжигает даже камни. От тяги воздуха над смерчем формируется пепельное облако — как от извержений вулканов или от ядерных взрывов.

Огненные смерчи довольно распространены в лесах Австралии (эвкалипты горят с большим выбросом тепла). Страшнее всего они в городах. К примеру, во время бомбежки Гамбурга британскими ВВС жаркой ночью 28 июля 1943 года пожары от зажигательных бомб спровоцировали образование огненного смерча. Погибло 45 000 человек. Город превратился в равнину углей, остывших лишь к 6 августа.



Огненные смерчи могут быть и карликовыми.

Огни надежды

Их видели матросы Магеллана. Они напугали Чарльза Дарвина, когда корабль «Бигль» попал в бурю. Эти огни были замечены даже на фюзеляже самолета (в 1982 году рейс British Airways залетел в облако от извержения вулкана — экипаж, увидев огненные стрелы, сперва подумал, что их обстреливают трассирующими пулями). В Уэльсе их называют «Огни святого Давида», русские матросы звали их «огнями святого Николая» (или Петра), но нам они более известны как огни святого Эльма.

Святой Эльм, он же Эразм Формийский, считается покровителем моряков. Легенда гласит, что, когда его мучили по приказу императора Диоклетиана, с неба сошли молнии и убили язычников. Вероятно, свечение во время грозы было названо именем святого по этой причине. А с морем его связывает лишь то, что в итоге святому вскрыли живот и намотали его кишки на брашпиль (корабельную лебедку).

На самом деле ничего мистического в огнях святого Эльма нет. Они представляют собой коронные разряды (плазму) и возникают при большой напряженности электрического поля — обычно во время гроз или метелей — на острых концах высоких предметов: мачт, деревьев, скал.

Если напряженность достигает 30000 вольт на квадратный сантиметр, ионизация молекул воздуха происходит даже вокруг таких вещей, как кончики травы или, например, коровьи рога. Из-за присутствия в атмосфере кислорода с азотом огни Эльма приобретают фиолетовый или синий оттенок (то же самое происходит в неоновых лампах).



Огни святого Эльма.

Кажется, дождь начинается

Сегодня вряд ли можно кого-нибудь удивить сообщениями о дождях из рыб или лягушек. Однако это явление очень редкое — нет ни одной достоверной съемки дождя из животных, и ни один ученый еще не смог изучить его подробно. Жители департамента Йоро (Гондурас) утверждают, что каждый год между маем и июнем у них бушует сезонный шторм, приносящий с океана рыбу.

Пионером среди исследователей был французский физик Ампер. Его гипотеза стала первой и единственной: во всем виноват сильный ветер. Известны случаи, когда смерчи досуха опустошали небольшие пруды. Их обитатели могли пролиться на землю «дождем» за десятки километров от своего водоема. Действительно, большинство свидетелей сообщает о падениях существ легких и водоплавающих. Реже шторм может унести стаю птиц — в таком случае получается «пернатый» дождь. Не повезти может каждому: случались дожди из червей, медуз и черепах, а в 1869 году в Кентукки торнадо отправил в полет... корову.

Обычно животные прибывают на землю живьем, что говорит о малой мощности поднявшего их шторма и сравнительно коротком путешествии по воздуху. Реже они заморожены (иногда вморожены в лед) или разорваны на части.



Дождь из рыб.

Воздушный шар

6 августа 1753 года питерский физик Георг Рихман был убит во время грозы около построенного им электроскопа. Из последнего вылетел бледно-синий шар и попал ученому в лоб. Раздался взрыв. Присутствовавший при эксперименте гравер Соколов потерял сознание. Дверь сорвало с петель. На лбу Рихмана осталось красное пятно, его башмаки разорвало в клочья, ноги и пальцы посинели. Ломоносов, друживший с покойным, назвал это «прекрасной смертью для ученого».

В «прекрасной смерти» была повинна шаровая молния — вероятно, самое таинственное погодное явление Земли. До сих пор неясно, существует ли она на самом деле. Сотни лет люди встречали огненные шары, демонстрирующие одинаковые характеристики — небольшие размеры (от пары сантиметров до метра в диаметре), тусклое свечение, хаотичная траектория полета. Они обычно появлялись после удара молнии, жили от нескольких секунд до нескольких часов, после чего угасали, либо взрывались с высвобождением большого количества энергии.

Воспроизвести устойчивый плазмоид в лабораторных условиях до сих пор не удалось (Никола Тесла, по его собственным словам, воссоздал шаровую молнию, но счел ее неинтересной и занялся вопросами передачи энергии на расстояние). Шаровую молнию называют аномалией, оптической иллюзией, инопланетным кораблем, черной дырой, антиматерией и даже призраком. Точку в этом вопросе сможет поставить лишь время.



Предположительно шаровая молния (Япония, 1987).

***

У природы нет плохой погоды. Зато есть много загадок, в том числе погодных. Выходя утром на улицу, никогда не знаешь точно, с чем сегодня придется столкнуться — туманом, снегом или дождем из лягушек с огненным вихрем и шаровыми молниями. Но не следует бояться неизвестного, ведь это лишь секреты природы. А секреты мы все любим.