Hvorfor Hawaii er det perfekte sted for regnbuer

Hvorfor Hawaii er det perfekte sted for regnbuer

Fra en helikopter kan du se en cirkelregnbue med Molokai Island i baggrunden. Kredit: Steven Businger

Når du ser en regnbue, ser du kun et lille udsnit af billedet. Den karakteristiske flerfarvede kurve, der strækker sig hen over himlen, er faktisk slet ikke en 'bue', men en cirkel, der er delvist gemt under horisonten. Steven Businger, der svæver over Hawaii-øerne, har været så heldig at se en regnbue i sin færdiggørelse: en 360-graders sløjfe af farver.



'Der sker hele tiden regnbuer rundt omkring på Jorden, men mange af disse regnbuer kan vi ikke se,' siger Steven Businger, en atmosfærisk videnskabsmand og professor ved University of Hawaii Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology. “Vinklen er sådan, at regnbuen faktisk er under horisonten. Derfor er det sjovt på Hawaii at gå op i et lille fly eller helikopter og skyde regnbuerne fra luften.'

Det fugleperspektiv er blot en af ​​mange observationer, Businger har gjort for bedre at forstå fysikken, geometrien og optikken bag disse naturlige vidundere. Businger er en regnbuejager - han er fløjet i helikoptere, vandret op på tågede vulkanske tinder og løber ud af sit hjem midt under morgenmaden for at fotografere en dobbelt regnbue. Disse fantastiske farvestråler er atmosfæriske optiske effekter, forklarer Businger, som han beskriver i et nyligt papir offentliggjort i tidsskriftet Bulletin fra American Meteorological Society .

'Jeg har haft en fascination af atmosfærisk optik, siden jeg var barn, og regnbuer er et kæbefaldende, smukt fænomen,' siger han. 'For mange mennesker fanger det virkelig deres opmærksomhed.'

Regnbue over Oahu. Kredit: Steven Businger

Opskriften på en regnbue er ret enkel, siger Businger: På et grundlæggende niveau, 'du har brug for noget solskin, og du har brug for noget regn.'

Hver dråbe i en regnbyge fungerer som et miniprisme. Dråben bøjer (bryder) og hopper (reflekterer) lys. Lysbølgerne brydes, når det kommer ind i dråben, reflekteres fra bagsiden af ​​dråben og brydes derefter igen, når det forlader dråben. Da hver farvebølgelængde har forskellige energier, brydes de i lidt forskellige vinkler, hvilket gør det muligt for farverne at skille sig ud i det spektrum, vi ser i en regnbue. Jo mere ensartede regndråberne er i størrelse, jo mere strålende er regnbuen, 'hvor farverne er mere tydelige,' forklarer Businger. Lysets brydning og refleksion resulterer i en 42 graders vinkel. 'Hvis solen er i ryggen, og du ser på skyggen af ​​dit hoved, er regnbuen 42 grader over det punkt,' forklarer han.

(Længst til højre) Den højeste regnbue opstår lige efter solopgang, efterfulgt af kortere regnbuehøjde, når solen står højere op på himlen i løbet af morgenen, indtil (yderst til venstre) regnbuen sætter sig under horisonten, når solens vinkel overstiger 42 grader. 'I Manoa Valley er der disse tågeregn, der kommer ind i dalen, og vintersolen kommer ned og skaber en regnbue. Jeg har set regnbuen starte om morgenen mod vest, og den skifter gradvist hen over hele dagen, siger Businger. 'Kan du forestille dig en regnbue, der varer syv timer? Det er rigtig sjovt.' Kredit: Bulletin fra American Meteorological Society

Hawaii har også en særlig lås på regnbuefænomener, hævder Businger i sit papir. 'Jeg flyttede til Hawaii i 1993, og jeg var overrasket over, hvor mange regnbuer der var.'

Kombinationen af ​​passatvinde, cumulus-skydækning, bjergrigt terræn og ren luft bidrager alle til regnbue-observationer på Hawaii-øerne. Bjergtoppene tvinger passatvindene fra havet til at stige og afkøle, hvilket skaber 'et åbent mønster med regnbyger og huller i skyerne, så solen kan komme ind,' forklarer Businger. Dette er i modsætning til steder i det nordvestlige Stillehav, for eksempel, hvor der er meget regn, men lagdelte skyer blokerer solen. Derudover er Hawaii kendt for sin rene havluft. 'Med undtagelse af noget vulkansk dis har vi en meget ren atmosfære her, fordi vi er så langt væk fra forureningskilder,' siger Businger. 'Og det resulterer i meget stærkt solskin, der producerer en strålende regnbue.'

Hawaiis bjerge er en faktor, der hjælper med at skabe hyppige, lyse regnbuer. Kredit: Steven Businger

Disse flerfarvede majestæter har en betydelig relevans i hawaiiansk kultur. De pryder nummerplader og spiller rollen som University of Hawaiis maskot, Rainbow Warriors. Men deres symbolik strækker sig længere tilbage i hawaiisk folklore og sprog, siger M. Puakea Nogelmeier, professor emeritus i hawaiisk sprog ved University of Hawaii, som rådgiver og samarbejder med Businger.

Regnbuer symboliserer ofte en grænse, siger han, 'sløret mellem gudernes rige og menneskenes rige.'

Fra sangen for Laka og skovens guddomme:
Guden bor i skoven
Hindret af tågen, af krattet


Guderne bor i skovområderne
Spærret af synet af den stødende tåge og den lyse, lavtliggende regnbue (uakoko-blodregn)

I hawaiiansk kultur har de betegnet tilstedeværelsen af ​​de overnaturlige, kongelige, hellige entiteter og refereres til på forskellige måder i poesi. Disse observationer går århundreder tilbage og falder ind under 'en del af de præstelige videnskaber',Nogelmeiersiger. 'De skulle være i stand til at observere og identificere og fortolke fysiske fænomener, der blev betragtet som væsentlige.'

Dobbelt regnbue i Kaiwi. Kredit: Steven Businger

De iriserende bånd af en regnbue – i enhver form eller form – er et syn at se: en lille farvestribe, der glitrer i skyerne, en lys søjle, der bløder ind i udsigten, en strålende bro, der buer over himlen. På det hawaiiske sprog er der specifikke udtryk for disse forskellige former, forklarer Nogelmeier.

”På engelsk tror jeg, vi bruger ’regnbue’ rigtig meget: en regnbue i skyerne, en regnbue over havet. Hvor Hawaiian ville skelne det mere og sige, 'nej, det er en farvesøjle. Det er et band.’ Det er en anden form for specificitet.” For eksempel er lave, jordklæbende regnbuer 'uakoko', stående regnbueskafter kaldes 'kāhili', svagt synlige regnbuer er 'punakea', og månebuer, som er synlige i månens lys, er 'ānuenue kau pō. '

'En af dalene her har en regnbue mest hele dagen lang. Det er simpelthen et spørgsmål, om der er en stående tåge, og hvor end solen er, så hold øje med den anden side for regnbuen, siger Nogelmeier. »Det skulle faktisk være den fysiske legemliggørelse af slutningen på en legende. Det er den person, der så blev trodset og blev en slags overnaturlig, som fortsatte med at dukke op og våge over folket. Tuahine, søsterregnen, har altid en regnbue med sig .'

Kredit: Steven Businger

Skønheden ved regnbuer vækker genklang hos mange mennesker. Businger siger, at regnbuer kan være en måde at forbinde med naturen på.

'Det får os til at stå stille og virkelig se på, hvad der sker,' siger han. For at hjælpe med at gøre regnbuejagt mere tilgængeligt har Businger, Paul Cynn og hans kolleger udviklet RainbowChase app , som bruger radarvejrinformation, der hjælper brugere på Hawaii med at afgøre, om de kan se en regnbue i nærheden. Holdet planlægger at udvide appens dækning på tværs af USA og til flere lande.

Businger siger dog, at hvor vi almindeligvis ser regnbuer kan ændre sig på grund af klimaændringer. Til en fremtidig undersøgelse bruger Businger og en kollega klimamodeller til at forstå ændringer i fordelingen af ​​nedbør. »Det bliver tørrere nogle steder og vådere andre steder. Derudover bliver skyerne … mindre stratiforme og mere cumulus nogle steder,” siger han. Resultaterne er endnu ikke offentliggjort, men Businger siger, 'det er den ændring i skyernes natur, og det er en ændring i, hvor meget regn du har, der vil ændre fordelingen af ​​regnbuer.'

Kan du ikke få nok af disse livlige briller? Tag et kig på mangfoldigheden af ​​regnbuefænomener og Busingers forklaring af videnskaben bag dem i galleriet nedenfor!



Månebuer

En månebue over byen Kihei, set fra Kula, på Maui, Hawaii. Kredit: Arne-kaiser/ Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Regnbuer ses ikke kun om dagen. Du kan se 'månebuer' om natten. 'Når du ser månen, ser du generelt på det reflekterede lys fra solen,' siger Businger, men tilføjer, at du har brug for meget lys fra en fuld eller næsten fuldmåne for at se en månebue. Da lyset er svagere, har en månebue mindre tydelige farver end en regnbue, men 'på Hawaii, fordi vi har så ren luft, er månebuerne lysere og kan fotograferes.'

Dobbelt regnbue

En lav, jord-klæbende dobbelt regnbue. Kredit: Steven Businger

Måske mest berømt fanget i denne video , den dobbelte regnbue er et resultat af to refleksioner inde i dråber - i stedet for kun én. Den primære, mere tydelige regnbue er skabt med den typiske brydning og refleksion, der ses i enkelte regnbuer. Men for den anden bue rammer lyset faldet på en sådan måde, at det rent faktisk går ind i bunden af ​​faldet, forklarer Businger. Lyset brydes, når det kommer ind, reflekteres to gange internt og brydes endnu en gang, inden det forlader dråben, siger han. 'Vinklen, den efterlader, er 51 grader. Og den 51 graders vinkel sætter den ni grader højere end de 42 grader i den primære bue. Så der er ni grader højere på himlen,« siger han. 'Og fordi der er en ekstra refleksion, er farverne omvendt, med rød på bunden og indigo på toppen.'

Det er endda muligt for mere end to refleksioner inde i dråberne - så du kunne i teorien få en tredobbelt, firedobbelt og femdobbelt regnbue, siger Businger. Men de er desværre svære at få fat i. 'For hver refleksion mister du en smule lys bagfra. Og så det er meget sjældent at kunne se disse andre regnbuer.'

Relateret artikel

Et bølgebrud i skyerne

Ære

Cloudbow (til venstre) og en herlighed omkring skyggen af ​​helikopter. Kredit: Steven Businger

Hvis du flyver gennem en sky i et fly eller en helikopter, kan du se en glødende ring rundt om skyggen af ​​dit fartøj. 'Det er lidt ligesom at se på regnbuemønsteret på en cd,' siger Businger. Disse glorier, kendt som 'herligheder' eller 'solar herligheder', er forårsaget af spredning af sollys af ensartede skydråber, forklarer Businger. Et lignende fænomen kan ses omkring solen eller månen, men man skal passe på ikke at blinde sig selv, hvis man forsøger at se det, siger han. 'Hvis du har en høj sky, der er tynd og er lavet af ensartede skydråber, vil den danne noget, der kaldes en 'corona', som er en regnbuefarve omkring og tæt på solen eller månen.'

Enkelt farve regnbue: Røde og hvide regnbuer

En 'skybue', også kendt som en 'tågebue' og 'hvid regnbue.' Kredit: Steven Businger

Ikke alle regnbuer blæser hele farvespektret ud. Der er to typer regnbuer, der viser en enkelt farve.Røde regnbuer kan opstå, når solen hænger i en lav vinkel. Hvis der er en lille smule forurening i luften, får partiklerne det blå og grønne lys til at spredes væk, forklarer han. “Noget som lidt røg eller smog fra Kilauea-vulkanen kan skabe en situation, hvor det meste af det grønne og blå lys er spredt ud. Det, der er tilbage, er en stribe af rødlig-orange lys.'

Den anden type er hvid regnbue , også kendt som 'skybuen' eller 'tågebuen'. Du kan måske få et glimt af disse svage, glødende buer i striber af skyer, tåge eller tåge, hvor dråberne er så små, at de spreder lyset og slører farverne. 'Da de alle slags sløres sammen, bliver de hvidt lys igen, og det giver dig en hvid regnbue,' siger han. »Det sted, hvor jeg har set flest hvide regnbuer, er på toppen af ​​Mauna Kea. Du står på toppen og kigger ned på skydækket, som er virkelig tæt på dig om eftermiddagen, og solskinnet vælter ned, og du ser denne hvide sløjfe.”

En regnbue, enestående din

Kredit: Steven Businger

Hvis du stod ved siden af ​​din ven for at se en regnbue, ville I begge se farver fra to forskellige sæt dråber i regnbygen. Det betyder, at du teknisk set ser to forskellige regnbuer. 'Hver regnbue kommer ud fra skyggen af ​​[hver seers] hoved ved 42 grader,' siger Businger. 'Det er derfor, der ikke er to mennesker, der ser nøjagtig den samme regnbue.'

Så næste gang du får øje på en regnbue, er det du ser din unikke farverige lysstråle – din egen regnbue.