Svake godine, obično u ljetnim mjesecima, internetskim medijskim prostorom počnu kružiti tekstovi o pojavi zvanoj “vatrena duga”. Kažu da je to “najrjeđi prizor na nebu” i da ćete je se zauvijek sjećati jednom kad ju vidite, a k tome su često priložene i slike koje sa stvarnim optičkim fenomenom nemaju veze. Evo o čemu se zaista radi.

Vatrena duga (eng. fire rainbow) naziv je koji se prvi put proširio internetom nakon što je dotična pojava viđena i snimljena iznad grada Spokane u saveznoj državi Washington na sjeverozapadu SAD-a. Nakon intervjua koji je Jonathan Fox, meteorolog zaposlen u uredu američke National Weather Service u Spokaneu, dao lokalnim novinama, priču je pokupio britanski Daily Times i netko od novinara smislio je vatrenu dugu kao zvučan naziv za viđenu pojavu. Priča se dalje širila porukama e-pošte, blogovima i forumima nalik onoj o Marsu velikom poput Mjeseca, pa se tako danas vatrena duga može naći na svakom drugom portalu. Ponekad autori članaka istraže temu i pripaze što pišu, ali češće nabacaju hrpu besmislica i netočnih podataka.

Prekrasan cirkumhorizontalni luk iznad Spokanea, SAD, 3.6.2006. Ovaj je prizor zaslužan za nastanak naziva “vatrena duga”. Autor: Jonathan Fox

Još jedna fotografija prizora iznad Spokanea, SAD, 3.6.2006. Foto: James i Dominick Giguere

Što je to zapravo?

Pojava o kojoj je riječ znanstvenicima je odavno poznata pod nazivom cirkumhorizontalni luk* (eng. circumhorizon arc, skraćeno CHA). Mehanizam njegovog nastanka sličan je poznatijem halou (prstenu oko Sunca) i vrlo različit od mehanizma nastanka duge; dok potonja nastaje refrakcijom svjetlosti na kapljicama vode, halo i slične pojave nastaju lomom svjetlosti na kristalićima leda. Ovo je temeljna razlika između duge i cirkumhorizontalnog luka, ujedno i objašnjenje zašto naziv vatrena duga nije točan.

• Duga nastaje lomom Sunčeve svjetlosti na kapljicama vode, najčešće kada Sunce obasjava kišu.
• Cirkumhorizontalni luk (i druge srodne pojave) nastaju lomom Sunčeve svjetlosti na kristalićima leda.

 

Od cirkumhorizontalnog luka ponekad se vidi samo blijedi fragment, poput ovoga kojeg je iznad Međimurja 8.6.2014. snimio Robert Šoltić

Još jedan blijedi cirkumhorizontalni luk. Foto: Zoran Janković

Cirkumhorizontalni luk može se vidjeti kada visoko na nebu lebde sitni kristalići leda u obliku šesterokutnih pločica. Zbog molekularnih svojstava vodenog leda, svi su atmosferski ledeni kristali u pravilu šesterokutne prizme čija svaka stranica leži pod kutem od 60° u odnosu na susjednu i pod 90° u odnosu na baze. Bez obzira na njihov konačan oblik i veličinu, kutevi njihovih stranica uvijek su isti i upravo su zbog te činjenice haloi, pasunca i razni drugi lukovi lako predvidljivi i moguće ih je jednostavno matematički simulirati. Otuda dolaze i boje: kristalići su prizme, a znamo što se događa svjetlosti kad prolazi kroz prizmu – svaka valna duljina svjetlosti lomi se malo drugačije, pa dobivamo spektar boja.

Da bi se pojavio cirkumhorizontalni luk, na nebu se moraju nalaziti cirusi i cirostratusi. To su visoki i tanki oblaci između 5 i 10 kilometara iznad tla. Osim toga, njihovi ledeni kristalići moraju biti u obliku pločica. Ima ih jako mnogo i različitih su oblika, ali kutevi njihovih stranica uvijek su isti, a približno im je jednaka i orijentacija: njihove su baze u načelu usporedne s tlom. Sunčeva svjetlost ulazi u kristale kroz jednu od manjih, okomitih stranica, lomi se i izlazi kroz donju bazu, rastavljena na svoje sastavne boje. Rasap je čišći nego u slučaju obične duge i boje su izraženije. Detaljniji opis s dijagramima pogledajte ovdje.

Nikakva vatra ovdje, dakako, ne igra ulogu. Pretpostavlja se da je izvorni autor naziva vatrena duga upotrijebio tu riječ zbog toga što se cirkumhorizontalni luk javlja na pramenovima cirusa, koji mogu donekle nalikovati plamenovima vatre.

Lisa Gonnelli, Pilesgrove, SAD, 22.7.2007.

Koliko je ta pojava rijetka?

Osim vrste i orijentacije ledenih kristala, još jedan uvjet mora biti zadovoljen za pojavu cirkumhorizontalnog luka: visina Sunca. Zrake Sunčeve svjetlosti u kristal moraju upasti pod kutem većim od 58° da bi se mogle prelomiti i izaći kroz donju bazu. Ako je Sunce niže na nebu od toga, svjetlost ne izlazi kroz donju bazu već se odbija od nje natrag u unutrašnjost kristala. Odavde potječe tvrdnja da je cirkumhorizontalni luk “najrjeđa optička pojava u atmosferi” ili “najrjeđa vrsta ledenih haloa”. To je djelomično točno i ovisi o zemljopisnom položaju promatrača.

Budući da Sunce mora biti najmanje 58° visoko na nebu da bi se vidio cirkumhorizontalni luk, on se rijetko vidi iz središnje Europe, te nikada sjevernije od Kopenhagena (koji leži na 55° sjeverno). Uvjeti stvaranja cirkumhorizontalog luka izravno ovise o broju dana u godini tijekom kojih Sunce dostiže visinu od 58° ili višu, a broj tih dana pak ovisi o zemljopisnoj širini promatrača. Na zemljopisnoj širini Zagreba, cirkumhorizontalni luk može se teoretski vidjeti tijekom nešto više od 300 sati godišnje i to oko podneva u tjednima i mjesecima oko ljetnog solsticija, kad je Sunce najviše na nebu. Situacija je mnogo povoljnija za promatrače na južnijim širinama: stanovnici Houstona na 30° sjeverno ovu pojavu mogu vidjeti tijekom 750 sati godišnje. Stoga je cirkumhorizontalni luk relativno rijetka pojava u većem dijelu Europe, ali češća u SAD-u koji najvećim dijelom teritorija leži između 30° i 45° sjeverne zemljopisne širine.

Je li, stoga, točna tvrdnja da se radi o “najrjeđoj” atmosferskoj pojavi? Jest ako se nalazite sjevernije od 58°, ali općenito govoreći nije. Postoje brojne rjeđe pojave koje nastaju na sličan način: halo polumjera 46°, Lowitzovi, Kernovi, Parryjevi i Moilanenovi lukovi, pasunca na 44 i 120°…

Cirkumhorizontalni luk snimljen iz Koprivnice 3.6.2014. Foto: Marko Posavec

Cirkumhorizontalni luk i 22° halo, Pilesgrove, SAD, 24.5.2009. Foto: Lisa Gonnelli

Dakle, uvjeti koji moraju biti zadovoljeni da bi se vidio cirkumhorizontalni luk:

• Zemljopisni položaj. Promatrač se mora nalaziti na zemljopisnoj širini južnije od približno 58° sjeverno.
• Oblaci. Na nebu se moraju nalaziti visoki i tanki cirusi i cirostratusi.
• Veličina i orijentacija ledenih kristalića. Oblaci moraju biti sastavljeni od kristalića leda u obliku šesterokutnih pločica čije su baze položene usporedno s tlom.
• Visina Sunca. Sunce mora biti 58° ili više na nebu.

Želite li vidjeti cirkumhorizontalni luk, potražite ga između travnja i kolovoza oko podneva kad je Sunce visoko na nebu i kada su na nebu prisutni oblaci iz roda cirusa. Uvijek će se vidjeti 40-ak stupnjeva ispod Sunca.

Iznad Portugala, 15.6.2006. Foto: Nuno Barreto

Cirkumzenitalni luk

Pojava srodna cirkumhorizontalnom luku, i također ponekad zvana vatrenom dugom, je cirkumzenitalni luk (eng. circumzenithal arc, CZA). On nastaje kada je Sunce niže od 32° na nebu. Radi se o kristalima iste veličine i orijentacije kao i kod cirkumhorizontalnog luka, no zbog niže visine Sunca svjetlost u njih ulazi kroz gornju bazu, lomi se i izlazi kroz bočnu stranicu. Kad je Sunce bliže obzoru, cirkumzenitalni luk je veći, uži i sjajniji, a kad je Sunce više (no unutar granice od 32°) deblji je, kraći i manje sjajan. Najbolje se vidi kad je Sunce oko 20° visoko.

Cirkumzenitalni luk snimljen iz Koprivnice, 8. ožujka 2012. Foto: Marko Posavec

Sjajan cirkumzenitalni luk jedna je od najljepših optičkih pojava iz roda haloa, a neupućeni promatrači zovu ga i izvrnutom dugom ili smiješkom na nebu.

I za kraj…

Ponekad ćete čuti priče o tome kako se ove pojave ne mogu vidjeti ljeti jer je temperatura previsoka za oblikovanje ledenih kristala u oblacima, ili kako to uopće nisu prirodne pojave već rezultat <umetnite-čega-po-želji> što se u oblacima nalazi isključivo <umetnite-čijim-po-želji> djelovanjem. Na to nećemo trošiti više od jedne rečenice. Prvo, temperatura zraka pri tlu nema veze s temperaturom zraka na visini cirusa, i drugo, a kako bi onda trebao izgledati lom svjetlosti kroz milijarde i milijarde sitnih kristalića od kojih se svaki ponaša kao prizma? Optičke pojave u atmosferi su prekrasne, savršeno prirodne i ponekad toliko neobične da se naizgled kose sa zdravim razumom. Uhvatite li neku od njih, pošaljite nam fotografiju ili objavite opažanje na Crometeo forumu.

Dodatak

Cirkumhorizontalni luk ne treba miješati s iridescentnim oblacima. O toj će pojavi biti riječi u jednom od budućih članaka, no usprkos sličnosti na prvi pogled, raspored boja u cirkumhorizontalnom luku uvijek je kao i kod duge, dok su boje iridescentnih oblaka više nasumične. Iridescenciju altokumulusa, cirokumulusa, lećastih oblaka ili cirusa stvaraju sitnije kapljice vode ili kristalići leda manji od onih koji uzrokuju haloe i slične pojave.

Iridescentni oblak iznad Podravine, 19. svibnja 2014. Ovo nije cirkumhorizontalni luk. Točkice u zraku su zrnca peludi topole. Foto: Marko Posavec

————
* Autoru u ovom trenutku nije poznat bolji hrvatski naziv te pojave. Možda cirkumobzorni luk?

Komentari