Vierfachen Regenbogen zum ersten Mal fotografiert

Aktualisiert um 6:30 Uhr ET

Vergessen Sie den doppelten Regenbogen. In diesem Jahr ist der vierfache Regenbogen in aller Munde.

Ein neues Foto zeigt das erste Hinweise auf eine schwer fassbare vierter Ordnung Regenbogen.

Das Spektakel auf dem Bild sieht aus wie ein doppelter Regenbogen, weil es nur die dritter Ordnung (tertiären) Regenbogen (links), begleitet von der vierter Ordnung (Quartär) Regenbogen (rechts) zeigt. Sie erscheinen auf der Sonnenseite des Himmels, bei ca. 40 Grad und 45 Grad, bzw. von der Sonne. Tertiären und quartäre Regenbögen können nur auf der gleichen Seite des Himmels wie die Sonne, im Gegensatz zu primären und sekundären Regenbogen bilden. Als solche sind die primären und sekundären Regenbogen auf der anderen Seite des Himmels und so nicht in das neue Foto gezeigt.

Nur wenige Menschen haben jemals behauptet sogar drei Regenbögen in den Himmel auf einmal zu sehen. Wissenschaftliche Berichte über diese Phänomene, genannt tertiären Regenbogen waren so selten – nur fünf wurden in 250 Jahren gemeldet –, dass bis jetzt viele Wissenschaftler glaubten, sie waren so real wie ein Topf voll Gold am Ende des Regenbogens.

Diese legendäre optische Raritäten, verursacht durch drei Reflexionen von jeder Lichtstrahl in einen Regentropfen wurden schließlich bestätigt, dank fotografischen Beharrlichkeit und ein neues meteorologischen Modell, das liefert die wissenschaftlichen Grundlagen, um sie zu finden. Die Arbeit wird beschrieben, in einer Reihe von Papieren in einer Sonderausgabe veröffentlicht in dieser Woche in der Zeitschrift Angewandte Optik. [Verwandte: Weirdo Wetter: 7 seltene Wetterereignisse]

Die optische Schatzsuche ging sogar einen Schritt weiter, wie auf dem Foto, das zeigt die schimmernde Spur eines vierten Regenbogens offenbart.

Wie bilden Sie

Vor einem Jahr, Raymond Lee, Professor für Meteorologie an der U.S. Naval Academy, prognostizierte wie tertiäre Regenbogen vorkommen und herausgefordert Regenbogen Verfolger zu finden.

Obwohl nachwievor sehr selten, sind tertiären und quartäre Regenbögen Naturprodukte aus der Kombination von Brechung, Streuung und Reflexion im Inneren Regentropfen. Dies sind die gleichen Prozesse, die alle Regenbögen zu erstellen, aber sie sind für ihre Extreme getroffen, um diese höhere Ordnung Varianten produzieren. Brechung ist, wenn Sonnenlicht beugt sich, wie es aus der Luft ins Wasser und umgekehrt bewegt. (Solche Biegung macht Ruder gebogen aussehen, wenn teilweise unter Wasser.) Wassertropfen biegen jede der Farben in der Sonne von einem etwas anderen Blickwinkel. Dies wird als Dispersion bezeichnet, und es trennt die Farben um einen Regenbogen zu erstellen.

Das bunte Licht durchläuft die andere Seite der Regentropfen, aber einige spiegelt. Der Regentropfen sphärischen Kurven konzentrieren diese Reflexionen bei 138 Grad von der Sonne. Dieses konzentrierte Licht ist hell genug, um eine sichtbare primäre Regenbogen erstellen.

Ein doppelter Regenbogen tritt auf, weil nicht alle das Licht der Regentropfen beendet. Einige spiegelt sich wieder in der Regentropfen und durchläuft den gesamten Prozess erneut. Obwohl dieses Licht dunkler ist, ist es hell genug, um einen zweiten Regenbogen vor den Toren der ersten produzieren.

Eine dritte Reihe von Reflexionen erzeugt einen tertiären Regenbogen. Es ist sogar dimmer, als sekundäre Regenbogen und viel schwerer zu finden, denn statt zu bilden von der Sonne entfernt, ein tertiärer Regenbogen um die Sonne bildet. Um es zu sehen, haben Beobachter in die Sonnenblendung schauen.

Warum möglicherweise nur fünf wissenschaftlich sachkundige Beobachter tertiären Regenbogen in den vergangenen 250 Jahren beschrieben hatte.

Lee überprüft jede Beschreibung. Er beseitigt eine fragwürdige Rechnung und Gemeinsamkeiten in den anderen gefunden. Alle beschriebenen tertiären Regenbögen, die für ein paar Sekunden vor einem dunklen Hintergrund Wolken etwa 40 Grad aus einer hell strahlenden Sonne erschienen.

Zusammen mit Kollegen Philip Laven, Lee ein mathematisches Modell verwendet, um vorherzusagen, welche Bedingungen möglicherweise sichtbar Tertiaries produzieren. Zuerst mussten sie dunkle Gewitterwolken und einem starken Regenguss oder ein Gewitter mit fast einheitlich große Tröpfchen. Unter diesen Bedingungen, wenn die Sonne durch die Wolken brach könnte es einen tertiären Regenbogen gegen die dunklen Wolken in der Nähe zu projizieren. Die kontrastierenden Farben dim Tertiär sichtbar zu machen.

Regenbogen-Chaser-Herausforderung

Wenn Lee seine Erkenntnisse auf der letztjährigen internationalen Konferenz über atmosphärische Optik präsentiert, löste es hitzige Diskussion. Einige Wissenschaftler darauf bestanden, dass letzten Beschreibungen falsch waren und Tertiaries zu schwach in die Sonnenblendung zu sehen waren.

Ein Teilnehmer, Elmar Schmidt, Astronom an Deutschlands SRH Hochschule für angewandte Wissenschaften in Heidelberg und einen Regenbogen-Chaser, nahm die Leitlinien als Herausforderung. Er alarmiert Gleichgesinnte Amateure. Seitdem haben Michael Grossman und Michael Theusner Fotos der tertiären Regenbogen und ein Foto von einer quartären Rainbow schnappte. Beide Bilder, die nur minimale Bildverarbeitung zur Verbesserung des Kontrasts unter diesen schwierigen Lichtverhältnissen der Umgebung erfahren hat, erscheinen auch in der Sonderausgabe Applied Optics.

Den Tag Grossman fotografiert den tertiären Regenbogen, er zunächst daran erinnert, einen doppelten Regenbogen zu sehen. Als Regen intensiviert, wusste er, dass er sich der Sonne zuzuwenden.

"Es ist wirklich übertrieben um zu sagen, dass ich es sah, aber es schien etwas,", sagt Grossmann. Die Bilder, die er im Regen fuhr waren die ersten, die einen tertiären Regenbogen zeigen.

Der bemerkenswerte Entdeckung Lee sagte: "war es so aufregend wie die Suche nach einer neuen Spezies."

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