Радужные облака — редкое оптическое явление
Радужные облака — довольно редкое оптическое явление, при котором очень тонкие облака, находящиеся вблизи Солнца, окрашиваются в спектральные цвета. Обычно эти цвета пастельные, бледные, но при определенных условиях могут быть и очень яркими. Симпсон справедливо указал на то, что иризация является наиболее распространенным видом венцов — оптического явления, связанного с дифракцией света на каплях переохлажденной воды в облаках и образованием цветных кругов в облачной пелене вокруг Солнца.
По своей сути, радужные облака — это части несостоявшихся венцов. И если полноценные венцы в атмосфере встречаются крайне редко, то радужные облака увидеть можно почти каждому, главное — быть внимательным! Наблюдать за радужными облаками лучше всего в темных очках, чтобы не ослепнуть, ведь появляются они только вблизи Солнца, на расстоянии около 3–15°, в отдельных случаях до 30°. Но если светило скрыто за чем-то (за другим облаком, за горой и т. д.), то иризацию можно увидеть и невооруженным глазом.
Наблюдается иризация обычно на краях перистых, перисто-кучевых и высоко-кучевых облаков. Источником света, кстати, может быть не только Солнце, но и Луна. Иризацию можно увидеть на конденсационных следах самолетов, а еще — на верхней части кучево-дождевых облаков (на так называемой вуали или наковальне). Правда, такие радужные облака не предвещают ничего радужного, напротив, они говорят о скором ухудшении погоды! А чаще всего иризация встречается в высоко-кучевых линзовидных (лентикулярных) облаках, характерных для горных местностей. Воздух в горах более чистый, практически без примесей, в результате водным каплям гораздо труднее переходить в кристаллы. Дело в том, что для появления иризации переохлажденная вода предпочтительнее ледяных кристаллов.
Солнечный свет, попадая на облачную каплю или кристаллик льда, отклоняется от распространения по прямой линии. При этом величина отклонения света зависит от длины волны, поэтому дифракция солнечного света всегда приводит к его разложению в спектр. Вокруг каждой капли за счет такого однократного рассеяния формируются цветные круги. Их яркость очень мала и видна только в результате суперпозиции. Размер цветовых кругов зависит не только от длины волны, но и от размера препятствия (кстати, по угловому расстоянию кругов одного цвета в венцах от Солнца можно достаточно точно рассчитать радиус облачных частиц).
В облаке с большим разбросом частиц по размеру цветовые круги будут накладываться друг на друга и иризация пропадет. В оптически плотных облаках возрастает эффект, связанный с многократным рассеиванием, что тоже «смертельно» для эффекта радужности. Таким образом, идеальными для иризации являются оптически тонкие облака (или части облаков) с монодисперсным распределением облачных частиц по размеру и форме. Чем выше такая однородность облачных частиц, тем ярче цвета у радужного облака.