Un arcobaleno appare solo quando la luce solare diretta raggiunge gocce d’acqua davanti a te e il Sole si trova alle tue spalle. La nostra previsione oraria non può prevedere l’arco, ma aiuta a individuare le ore con rovesci e schiarite.
Come si forma un arcobaleno?
Un arcobaleno appare quando la luce solare incontra gocce d’acqua con la geometria adatta e una parte della luce torna verso chi osserva sotto forma di spettro colorato. Le gocce possono cadere durante un rovescio, restare sospese nella foschia oppure provenire dagli spruzzi di una cascata. Sole, acqua e osservatore devono trovarsi nelle posizioni giuste. La pioggia da sola non basta.
L’arco è un fenomeno ottico, non un oggetto fermo sopra un campo o una strada. La sua posizione dipende dal punto in cui ti trovi e dalla posizione del Sole alle tue spalle. Se ti sposti, sono altre gocce a inviare luce ai tuoi occhi.
Gli arcobaleni sono frequenti nel tempo variabile perché spesso richiedono pioggia in una zona del cielo e luce solare diretta in un’altra. Le guide Airpult sulle precipitazioni e sulla copertura nuvolosa aiutano a riconoscere questa combinazione.
Rifrazione, dispersione e riflessione interna
Tre processi all’interno di ogni goccia producono l’arco visibile.
La luce solare subisce innanzitutto una rifrazione quando passa dall’aria all’acqua. Rifrazione significa che la luce cambia direzione entrando in un materiale nel quale viaggia a una velocità diversa. La superficie curva della goccia devia il raggio in arrivo.
Nello stesso momento avviene la dispersione. La luce bianca del Sole contiene uno spettro continuo di lunghezze d’onda visibili e l’acqua le rifrange con intensità leggermente diverse. Le lunghezze d’onda più corte, vicine al violetto, in genere deviano più di quelle più lunghe, vicine al rosso.
Una parte della luce si riflette poi sulla superficie interna posteriore della goccia. Torna verso la parte anteriore e subisce una seconda rifrazione mentre esce dall’acqua. Nella goccia entrano molti raggi, ma la luce si concentra vicino ad alcuni angoli di uscita. Milioni di gocce inviano luce da quegli angoli e costruiscono l’arco che vedi.
Un diagramma segue spesso il percorso in una sola goccia, ma nessuna goccia produce da sola l’intero arcobaleno. Le gocce in alto forniscono la luce per la sommità dell’arco, mentre altre ne compongono i lati e le parti inferiori.
Perché il Sole deve essere alle tue spalle
Il centro di un arcobaleno si trova nel punto antisolare, cioè il punto del cielo direttamente opposto al Sole rispetto all’osservatore. Se hai il Sole dietro la spalla destra, l’arco sarà centrato nella direzione opposta, leggermente a sinistra. Su un terreno abbastanza piano, l’ombra della tua testa indica il punto antisolare.
Nell’arcobaleno primario, la luce rossa più intensa raggiunge di solito l’osservatore a una distanza angolare di circa 42 gradi da quel punto. Il violetto arriva un po’ più vicino al centro. Si tratta di angoli di osservazione, non di distanze dalla pioggia.
L’altezza del Sole stabilisce quanta parte dell’arco può emergere sopra un orizzonte piano. Con il Sole basso, la sommità dell’arcobaleno può salire molto nel cielo. Quando il Sole si alza, il punto antisolare scende sotto l’orizzonte e l’arco visibile diventa più basso. Da un aereo o da un luogo elevato, gocce illuminate al di sotto dell’osservatore possono mostrare una parte maggiore del cerchio.
Non serve voltarsi verso il Sole per controllare la geometria. Guarda nella direzione opposta e usa le ombre come riferimento. Osservare direttamente il Sole può danneggiare la vista in modo permanente.
Perché l’arcobaleno è un cerchio
La luce dell’arcobaleno primario arriva ai tuoi occhi da gocce disposte quasi allo stesso angolo intorno alla direzione antisolare. Nello spazio, i raggi utili formano un cono con il tuo occhio al vertice. Dove il cono incontra un insieme di gocce, vedi un cerchio.
L’orizzonte e il paesaggio nascondono quasi sempre la parte inferiore, lasciando visibile un arco. Non è il terreno a rendere semicircolare l’arcobaleno. Il terreno blocca la vista delle gocce che completerebbero il cerchio sotto l’osservatore. Da un punto alto, con pioggia o spruzzi illuminati anche in basso, talvolta è possibile vedere il cerchio intero.
La stessa geometria spiega perché non puoi raggiungere la fine dell’arcobaleno. Non esiste un’estremità fissa. Quando ti muovi, il punto antisolare si sposta con te e altre gocce formano il fenomeno.
I colori formano uno spettro continuo
Il bordo esterno dell’arcobaleno primario è rosso. Procedendo verso l’interno, il colore passa gradualmente per arancione, giallo, verde e blu fino al violetto. Il noto elenco di sette colori è una convenzione utile per nominarli, non una serie di sette strisce con confini netti nel cielo.
Lo spettro è continuo. I limiti dipendono anche dalla percezione umana, dalla luminosità e dalle parole che ogni lingua usa per indicare le sfumature. Le fasce possono confondersi quando la luce è debole, le dimensioni delle gocce sono molto diverse oppure nubi e foschia riducono il contrasto. Anche una fotocamera può registrare colori diversi dall’occhio, perché esposizione, elaborazione e schermo modificano il risultato.
Il cielo all’interno dell’arco primario appare spesso più chiaro di quello esterno. In quella zona le gocce dirigono verso l’osservatore una maggiore quantità di luce diffusa, aggiungendo uno sfondo luminoso dietro i colori.
Arcobaleno primario e secondario
L’arco interno e più luminoso è l’arcobaleno primario. La sua luce ha subito una riflessione dentro ciascuna delle gocce coinvolte. Il rosso si trova sul bordo esterno e il violetto su quello interno.
Un arcobaleno secondario può apparire fuori dal primario quando una parte della luce si riflette due volte nelle gocce prima di uscire. A ogni riflessione, solo una parte della luce continua lungo questo percorso. Perciò il secondo arco è normalmente più debole e più largo. Si forma inoltre a un angolo maggiore rispetto al punto antisolare.
La riflessione aggiuntiva inverte l’ordine dei colori. Nell’arco secondario il rosso è sul bordo interno e il violetto su quello esterno. La regione compresa tra i due archi appare spesso più scura rispetto al cielo dentro l’arco primario. Si chiama banda di Alessandro e dipende dalle direzioni verso le quali le gocce concentrano, oppure non concentrano, la luce.
La visibilità di entrambi gli archi cambia con le dimensioni delle gocce, l’intensità della pioggia, la luminosità dello sfondo e le nubi. Un arco secondario può risultare chiaro in un tratto e scomparire del tutto in un altro.
Archi soprannumerari, archi di nebbia e spruzzi
Talvolta compaiono sottili fasce pastello appena all’interno dell’arcobaleno primario. Questi archi soprannumerari non si spiegano completamente seguendo raggi luminosi separati. Nascono dall’interferenza tra onde luminose che percorrono cammini leggermente diversi nella goccia ed escono nella stessa direzione. Gocce piuttosto piccole e di dimensioni simili possono rendere le fasce più distinguibili. Spesso mostrano tonalità rosa e verdi, invece di ripetere l’intero spettro principale.
Un arco di nebbia si forma in goccioline molto più piccole. La diffrazione allarga e sovrappone i colori, producendo un arco ampio, pallido o quasi bianco, a volte con deboli margini rossi e blu. La geometria centrata sull’osservatore resta la stessa dell’arcobaleno di pioggia.
Gli spruzzi di cascate, onde e irrigatori possono creare piccoli arcobaleni se ricevono luce solare diretta. Sono un buon modo per osservare la geometria: quando cambi posizione, l’arco si muove con te invece di restare attaccato alla sorgente d’acqua.
Perché ogni osservatore vede un arcobaleno diverso
Due persone vicine possono descrivere lo stesso arco, ma ciascuna riceve luce da un insieme di gocce leggermente diverso. Anche il punto antisolare cambia perché ogni arcobaleno è centrato sulla linea che attraversa quel singolo osservatore e il Sole.
La differenza diventa evidente se le persone sono distanti o si trovano a quote diverse. Da una collina, l’arcobaleno può comprendere la luce proveniente da gocce più in basso, mentre chi è nella valle vede un’altra porzione del rovescio. Perfino i tuoi due occhi ricevono luce lungo percorsi appena differenti, anche se la loro distanza è troppo piccola per cambiare l’aspetto generale.
Questo non rende l’osservazione immaginaria. Le gocce e la luce solare sono fisiche e le regole ottiche sono ripetibili. L’immagine dipende dalla posizione nello stesso modo in cui un riflesso sull’acqua cambia quando ti sposti.
Quando e dove cercare
Cerca luce solare diretta alle tue spalle e pioggia, foschia o spruzzi davanti a te. Un Sole basso lascia sopra l’orizzonte più spazio per il cerchio primario. Il mattino e il tardo pomeriggio offrono quindi spesso una geometria favorevole. L’occasione concreta dipende da latitudine, stagione, terreno e posizione del rovescio. La guida Airpult su alba e tramonto aiuta a valutare direzione e altezza del Sole.
I rovesci in attenuazione o in allontanamento sono promettenti perché possono lasciare una schiarita soleggiata da un lato e pioggia dall’altro. Una visuale aperta verso la pioggia aiuta, soprattutto se una nube scura aumenta il contrasto dietro l’arco. Nemmeno un rovescio illuminato garantisce un arcobaleno. Le gocce potrebbero trovarsi nella direzione sbagliata, il Sole potrebbe essere troppo alto per mostrare l’arco sopra l’orizzonte oppure altre nubi potrebbero indebolire la luce diretta.
L’arcobaleno può cambiare in pochi secondi mentre il rovescio si sposta e la luce aumenta o diminuisce. Cerca una visuale migliore solo se le condizioni sono sicure e non fermarti su una strada. Se senti un tuono o vedi un fulmine, smetti di cercare l’arcobaleno e riparati in un edificio solido o in un veicolo con tetto rigido. Durante un temporale non esistono luoghi sicuri all’aperto.
Unire posizione del Sole e previsioni
Una previsione non può promettere un arcobaleno in un punto preciso. Può però mostrare gli ingredienti e aiutarti a scegliere dove guardare.
Controlla nelle previsioni orarie se si alternano rovesci e schiarite. La guida alle previsioni meteorologiche spiega come interpretare orari e incertezza. Confronta poi precipitazioni e copertura nuvolosa. Il radar può mostrare il movimento dei rovesci, mentre le immagini satellitari possono rivelare zone più serene alle loro spalle. La configurazione utile è luce diretta nel luogo in cui ti trovi e gocce illuminate nella parte opposta del cielo.
Un arcobaleno non indica in modo affidabile che cosa farà il tempo poco dopo. La sua posizione può mostrare quale parte di un rovescio vicino riceve luce, ma sono vento e movimento del sistema a stabilire se la pioggia si avvicina o si allontana.
Scegli una località in Airpult Explore, poi apri la sua previsione. La panoramica oraria mostra probabilità di precipitazioni e icone meteo, mentre la scheda della luce diurna mostra alba e tramonto locali. Airpult non prevede la comparsa di un arcobaleno e non indica la direzione esatta di un rovescio. Quando luce solare e un rovescio di passaggio coincidono, guarda nella direzione opposta al Sole e osserva il cielo intorno al punto antisolare.
