„MeteoZwierzenia”: tęcza, czyli zjawisko

Tęcza to zjawisko przede wszystkim piękne. Piękne i symboliczne, bo już w Biblii, w Księdze Rodzaju jest napisane: „Po czym Bóg dodał: «A to jest znak przymierza, które ja zawieram z wami i każdą istotą żywą, jaka jest z wami, na wieczne czasy:Łuk mój kładę na obłoki, aby był znakiem przymierza między Mną a ziemią.A gdy rozciągnę obłoki nad ziemią i gdy ukaże się ten łuk na obłokach,wtedy wspomnę na moje przymierze, które zawarłem z wami i z wszelką istotą żywą, z każdym człowiekiem” (Rodz. 9, 12-15). To czysta symbolika piękna. Co musi się zdarzyć, żeby powstał rzeczony łuk?

Tekst Marek Zwierz
Zdjęcia Marek Zwierz i mat. prasowe Vendee Globe

PRZECZYTAJ TAKŻE Prognozy pogody dawniej i dziś, czyli rzecz o sprawdzalności

Do tęczy potrzeba kropel deszczu i słońca. To, że światło słoneczne składa się z wielu kolorów, wykazał w XVI wieku Izaak Newton. Wprawdzie już wcześniej potrafiono rozszczepić białe światło, ale nie wiązano tego ze składem promieni świetlnych, a raczej z właściwościami materii, przez które ono przechodziło. Dopiero Newton wykazał, że białe światło składa się z nałożonej na siebie całej gamy kolorów.

Kolor światła powiązany jest z długością fali. Czerwone światło ma najdłuższą długość fali, niebieskie najkrótszą. W nowym medium światło porusza się z inną prędkością zależną od długości fali. Jednocześnie na granicy nowego ośrodka następuje zmiana kierunku. Czym krótsza długość fali, tym ta zmiana jest większa. To powoduje rozdzielenie się białego światła na jego poszczególne kolory. Można to pokazać, zresztą w obu kierunkach, przy użyciu pryzmatów. Przy ich pomocy można zarówno rozszczepić światło białe na jego poszczególne składniki, jak i połączyć je z powrotem w białe.

Podobnie jest w naturze. Światło wpada do kropli wody, odbija się w jej wnętrzu i wychodzi rozszczepione. Kąt ugięcia wynosi około 42 stopni. W każdej kropli wody. Dlaczego jednak widzimy łuk, skoro wszystkie kolory mogą wychodzić od każdej kropli deszczu. Mogli byśmy przecież zobaczyć kolorową ścianę. Na kolorowo widzimy tylko te promienie, które po odbiciu trafiają bezpośrednio do naszego oka. Nasze oko stoi niejako na wierzchołku stożka o kącie właśnie 42 stopni. Jako tęczę widzimy tylko te promienie, które układają się wzdłuż ściany tego stożka.

Dlaczego w takim razie widzimy łuk, a nie koło? Niestety, „nasze” koło jest przecięte horyzontem. Gdyby oglądać tęczę na przykład z samolotu, to była by spora szansa na zobaczenie pełnego koła.

W zasadzie każdy z nas ma swoją prywatną tęczę, ponieważ każdy widzi światło odbite od innych kropel. W dodatku co chwilę widzimy światło odbite od innych kropel, bo w międzyczasie spadają one poza obszar, w którym widzimy je pod odpowiednim kątem.

Możemy oglądać tęczę tylko mając słońce za plecami. W dodatku nie może ono być wyżej, niż wspomniane już wcześniej 42 stopnie. To czyste rozważania z geometrii. Czasami można nawet zobaczyć dwie tęcze, a to dlatego, że światło może się odbijać w kropli deszczu nie raz, a wiele razy. Powstaje wtedy drugi łuk, w którym kolory występują w odwrotnej kolejności. Teoretycznie mogły by być trzy i więcej łuków, ale przez wielokrotnie odbicie światło jest już tak osłabione, że kolejne łuki nie są widoczne. Widoczny natomiast jest Pas Aleksandra. To obszar pomiędzy pierwotną i wtórną tęczą, który ukazuje się jako wyraźnie ciemniejszy od pozostałych fragmentów nieba.

Pierwszym, który opisał to zjawisko, był Aleksander z Afrodyzji, grecki filozof żyjący na przełomie II i III wieku nasze ery, znany poza tym z komentarzy pism Arystotelesa. Wracając do światła rozszczepionego w kroplach deszczu, miesza się ono wewnątrz łuku, czyli poniżej niebieskiego koloru pierwotnej tęczy, tworząc na powrót kolor biały. To samo zjawisko mamy po niebieskiej stronie tęczy wtórnej i w pasie pomiędzy oboma tęczami, zwróconymi do siebie kolorem czerwonym, tego białego światła brakuje.

W sprzyjających okolicznościach tęcza może powstać pod wpływem światła księżyca. Jest zdecydowanie słabsza i nie kolorowa. W ciemności nasze oczy mają problem z rozróżnianiem kolorów i zwykle widzimy szary łuk. Przy czystym niebie, pełni księżyca i dużej dozie szczęścia jest jednak szansa na kolorową tęczę księżycową. Tak zwaną białą tęczę można zobaczyć też w dzień. Jeżeli krople deszczu są małe, jak na przykład podczas padającej mżawki lub mgły, to nie są w stanie rozszczepić światła na poszczególne składniki.

Tęcza nie każdemu się podoba. Jeden z najsłynniejszych brytyjskich poetów romantyzmu, John Keats, skarżył się w jednym ze swoich wierszy na Newtona i tą niedobrą naukę, która opisała dokładnie optyczne zjawisko od strony fizycznej zabierając w ten sposób czar i magię pięknej tęczy.

Zbliżają się Święta, stąd tęczowy łuk można odczytywać jako symbol łączności z Bogiem. W tradycji katolickiej poszczególne kolory symbolizują: czerwień – miłość, pomarańczowy – nadzieję, żółty – wieczność, zielony – wzrost, turkusowy – prawdę, indygo – wierność i fioletowy – pokutę i pojednanie. A jaka jest symbolika tęczowej flagi? Czerwony – życie, pomarańczowy – ukojenie, żółty – światło słońca, zielony – naturę, turkusowy – sztukę, indygo – spokój i harmonię i fioletowy – duchowość.

Jak widać piękno tęczy pobudza do szukania w niej sił i symboli szczególnych, a meteorologicznie? Cóż, najczęściej występuje po przejściu chłodnego frontu i związanych z nim przelotnych opadów.

Marek Zwierz

P.S. W maju amerykańska Narodowa Agencja Atmosfery i Oceanów (NOAA) zapowiedziała sezon z 13 – 19 nazwanymi sztormami, z tego 6 – 10 huraganów i 3 – 6 silnych huraganów (major hurricane). Na początku sierpnia Agencja skorygowała prognozy na 19 – 25 sztormów opatrzonych imionami i 7 – 11 huraganów. Sezon huraganowy na Karaibach skończył się z ostatnim dniem października. Zanotowano 31 sztormów z imionami, 13 huraganów, z czego 6 silnych. Sezon 2020 pobił rekord z roku 2005. Wszystkim nie dającym wiary lub lekceważącym zmiany klimatu pozostawiam tą informację bez komentarza.

PRZECZYTAJ TAKŻE “MeteoZwierzenia”: huragany na Karaibach