Domani che è il giorno di San Patrizio, ho pensato che sarebbe stato interessante soffermarmi su uno dei miti popolari di questo giorno riguardante un bellissimo fenomeno atmosferico: l’arcobaleno.
La leggenda dice che alla fine di ogni arcobaleno siede un folletto, descritto come alto non più di 2 piedi. Si suppone che i folletti passino tutto il loro tempo a fare scarpe, e la leggenda dice che se riesci a tenere lo sguardo fisso su di loro abbastanza a lungo, sono costretti a rivelare dove si trova la loro pentola d’oro. L’idea che una pentola d’oro possa essere trovata alla fine dell’arcobaleno è nata da qualche parte nella vecchia Europa.
Nei miei oltre 30 anni di carriera come meteorologo, ho visto molti arcobaleni, ma non ho ancora trovato nessun folletto… o una pentola d’oro. Ma lo spettacolo colorato in sé ha certamente generato molte leggende e aneddoti simili attraverso le generazioni.
Secondo la Bibbia, l’arcobaleno è il segno della promessa di Dio all’umanità che non inonderà mai più la Terra. Infatti, gli arcobaleni spesso indicano che la pioggia è passata. Generalmente, ci sarà il sole quando vedrai un arcobaleno, ma le nuvole di pioggia (di solito cumulonembi) saranno a poca distanza.
Per vedere un arcobaleno avrai bisogno di due ingredienti: luce del sole e gocce di pioggia.
Prisma d’acqua
La luce del sole è una miscela di colori. Quando passa attraverso un prisma di vetro, una parte della luce viene piegata, o rifratta, più di altre porzioni. La luce che lascia il prisma si diffonde in una banda continua di colori chiamata spettro. I colori vanno dal rosso, che è piegato meno, attraverso l’arancione, il giallo, il verde e il blu fino al violetto, che è il più piegato.
E proprio come la luce del sole che passa attraverso un prisma è piegata, così è la luce del sole che passa attraverso gocce d’acqua. Questo produce uno spettro solare atmosferico nel cielo che tutti possono vedere: un arcobaleno.
Un arcobaleno è semplicemente un gruppo di archi di colore circolari o quasi circolari che appaiono come un enorme arco nel cielo. Le gocce di pioggia agiscono come prismi in miniatura, rifrangendo o rompendo la luce del sole in vari colori e riflettendola per produrre lo spettro.
Gli arcobaleni si vedono spesso dopo un temporale. Si formano quando la luce del sole attraversa le nuvole di pioggia.
Puoi creare un arcobaleno artificiale con un tubo da giardino. Basta stare con le spalle al sole e regolare il tubo per un getto fine. Gli arcobaleni possono anche essere visti contro lo spruzzo di una cascata.
Un arcobaleno singolo, o primario, ha il rosso all’esterno o in cima all’arco e il blu all’interno. Di solito il raggio dell’arco è pari a circa un quarto del cielo visibile, o 42 gradi, al rosso. Quando ci sono rovesci nelle vicinanze, guarda semplicemente nella parte di cielo opposta al sole ad un angolo di 42 gradi dalla tua ombra; se c’è un arcobaleno, è lì che sarà.
L’arco primario è dovuto alla luce che entra nella parte superiore delle gocce e se ne va dopo una riflessione interna, quindi questo arco è sempre più luminoso dell’arco secondario dove la luce del sole viene riflessa due volte all’interno delle gocce di pioggia.
A volte si forma un arco secondario fuori dal primario. Sarà più debole, con i colori invertiti: rosso all’interno, viola all’esterno. L’arcobaleno secondario si forma ad un angolo di 51 gradi dalla tua ombra; è sempre più debole e di solito scompare più rapidamente del primario.
La regione tra i due archi appare relativamente scura, perché manca interamente sia dei raggi riflessi una volta che di quelli riflessi due volte.
C’è anche l’evidenza di un terzo o terziario arcobaleno che è stato visto in rare occasioni, e alcuni osservatori hanno anche riferito di aver visto quadrupli arcobaleni in cui un fioco arco più esterno aveva un aspetto increspato e pulsante.
Snell o Descartes?
Non possiamo dire con assoluta certezza chi sia stata la prima persona a fornire la spiegazione corretta di ciò che causa gli arcobaleni, anche se il merito è solitamente attribuito al francese René Descartes (1596-1650), un filosofo e scrittore che ha scritto una discussione formale e sistematica sull’argomento in un’appendice alla sua famosa opera, “Un discorso sul metodo”, nel 1637.
Descartes avrebbe fatto un calcolo accurato sui percorsi che i raggi di luce prendono in punti diversi attraverso un globo di vetro d’acqua (che simula una goccia di pioggia) determinando così i loro angoli di rifrazione; era la soluzione di un problema matematico che aveva eluso gli scienziati per due millenni ed era la chiave per spiegare il fenomeno dell’arcobaleno.
Ma si noti che ho detto che Cartesio “presumibilmente” fece quel calcolo. Come si è scoperto, Willebrord Snell, un astronomo e matematico olandese, aveva scoperto la legge matematica della rifrazione 16 anni prima della dissertazione di Cartesio sull’argomento. Snell, tuttavia, non riuscì a pubblicare le sue scoperte e morì nel 1626. Poi, circa 80 anni dopo, dopo che gli appunti di Snell furono scoperti, sorse una controversia quando alcuni accusarono Cartesio di aver visto in qualche modo il manoscritto di Snell e di aver preso le sue scoperte per sé.
Il risultato finale fu che in Occidente, specialmente nei paesi di lingua inglese, la legge della rifrazione della luce divenne nota come legge di Snell, mentre in Francia ci si riferisce ad essa come legge di Cartesio.
Quindi, mentre Cartesio può aver spiegato cos’è un arcobaleno, in realtà non avrebbe potuto farlo senza quei calcoli sulla rifrazione della luce. Ma se lui o Snell possono essere pienamente accreditati per quella parte della spiegazione, forse non lo sapremo mai.
Dove e quando guardare
I marinai sanno da tempo che gli arcobaleni possono essere usati per prevedere il tempo. In generale, gli acquazzoni e i temporali si spostano da ovest a est, verificando così il vecchio adagio:
L’arcobaleno al mattino, avvertimento del marinaio; l’arcobaleno di notte, delizia del marinaio
Al mattino il sole è a est; per vedere un arcobaleno bisogna essere rivolti verso l’ovest dove sta piovendo. Dato che il tempo piovoso di solito viene da ovest, mettetevi in guardia dall’arcobaleno mattutino. Di notte (beh, in realtà più nel tardo pomeriggio, ma “pomeriggio” non fa rima con “delizia”) il sole è nel cielo occidentale; dopo che un acquazzone o un temporale vi è già passato davanti, di solito si sta ritirando verso est, dove vedrete il vostro arcobaleno.
E poiché gli acquazzoni sono più frequenti nel tardo pomeriggio che al mattino presto, gli avvistamenti di arcobaleni nel tardo pomeriggio sono molto più frequenti che al mattino ed è per questa ragione che la comparsa di un arcobaleno è di solito associata all’inizio di un tempo migliore.
Se il sole sta tramontando o sorgendo, si può vedere un mezzo arcobaleno completo. Se il sole si trova a 42 gradi o più sopra l’orizzonte, non sarà possibile vedere l’arcobaleno perché si troverebbe sotto l’orizzonte.
Il tuo pugno chiuso tenuto alla lunghezza del braccio è approssimativamente uguale a 10 gradi; quindi se il sole è approssimativamente “quattro pugni” sopra l’orizzonte non vedrai un arcobaleno.
L’unica possibilità di vedere un arcobaleno in quel momento sarebbe da un aereo o dalla cima di una montagna alta. Un aeroplano fornirebbe la migliore opportunità per catturare la vista di un arcobaleno completo a 360 gradi proiettato contro il terreno, ma questo è uno spettacolo che solo pochi hanno avuto il privilegio di vedere.
Altri tipi di arcobaleno
Un altro tipo di arco colorato di rosso, o rosso e verde può apparire con archi primari e secondari. Occasionalmente, diverse bande di colore possono essere viste proprio all’interno dell’arcobaleno primario. Queste bande extra sono conosciute come arcobaleni soprannumerari, e sono state spiegate nel 1803 dallo scienziato britannico Thomas Young quando si rese conto che la luce è composta da onde. Sono dovuti alla diffrazione (deviazione) della luce.
Come abbiamo visto, la maggior parte degli arcobaleni sono causati dalla luce del sole e si vedono di giorno, ma occasionalmente possiamo essere ricompensati da uno scorcio di arcobaleno lunare causato da una luna piena o quasi piena. Gli arcobaleni lunari sono più frequentemente avvistati intorno alle isole tropicali, come nei Caraibi, dove rovesci localizzati possono persistere fino a notte fonda. La maggior parte delle persone riferisce che sono bianchi, ma Robert Greenler, ben noto per le sue popolari lezioni sui fenomeni ottici, sospetta che questo sia un fattore fisiologico. A bassi livelli di illuminazione, egli sottolinea, l’occhio perde la sua sensibilità ai colori, in modo che un arco standard multicolore appare bianco. E in effetti, le foto degli arcobaleni mostrano i colori, ma al fotografo sembravano bianchi.
Infine, considerate questa piccola pepita (d’oro?): Due persone, anche se si trovano fianco a fianco, non vedono mai lo stesso arcobaleno. Perché? Beh, perché le gocce di pioggia sono costantemente in movimento, quindi il suo aspetto cambia sempre e l’arco è un arco di cerchio il cui centro è sulla linea che va dal sole all’occhio dell’osservatore. Poiché gli occhi di due persone non possono occupare lo stesso posto nello spazio nello stesso momento, ogni osservatore vede un arcobaleno diverso.
Quindi ricordate: Ogni volta che vedete un arcobaleno, è unico a suo modo spettacolare!
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