Радужное коромысло над центром Москвы повисло. Дождевые тучи еще не успели покинуть Красную площадь, а солнце уже на радость прохожим раскрасило небо в яркие цвета / Фото: Photoxpess

Богатый на грозы май — благодатное время для исследователей. За один день можно стать свидетелем сразу нескольких атмосферных явлений.

Вот так выглянешь в окошко — солнышко светит, птички поют. А потом ни с того ни с сего небо нахмурится и спрячется за тяжелыми тучами. Станет днем темно, точно вечером. И вдруг бабахнет! Да так, что вздрогнут автомобили во дворе и взвоют сигнализациями, возвещая на всю округу о приближении грозы. Но не успеет еще звук со своей скоростью донести до каждого предупреждение, как темное небо располосует огненная вспышка.

— Молния — это ток, — говорит старший преподаватель физического факультета МГУ Алексей Селиверстов. Мы специально его пригласили присоединиться к наблюдениям, чтобы он помог нам разобраться в природе атмосферных явлений. — Давайте разберем ситуацию, когда электрический разряд возникает между облаками и поверхностью Земли (кстати, каждую секунду в Землю ударяет несколько молний). В процессе движения капли воды, из которых состоят облака, электризуются. Если учесть, что объемы «воздушных кораблей» могут быть несколько кубических километров, то в сумме получается огромный заряд. Его проводником становится воздух, который при этом раскаляется, поэтому мы и видим свечение.

Еще, быстро нагреваясь, воздух резко расширяется. Скачок давления порождает гром.

— Интересно, что молния бьет снизу вверх, — продолжает Селиверстов. — В облаке создается множество зарядов. Они, пробиваясь скачками по воздуху к земле, прокладывают зигзагообразный канал, по которому и потечет ток. Как только облачный разряд подходит достаточно близко к земле, он сталкивается со встречным потоком противоположно заряженных частиц. В этот момент молния снизу вверх и ударит.

Но далеко не все молнии устремляются на землю. Есть электрические разряды, которые возникают между облаками или на большой высоте.

— Обычные молнии формируются на высоте 8–12 километров. Высотные зарождаются примерно в 70–100 километрах над Землей, — говорит физик Алексей Селиверстов.

Науке известны синие джеты, красные эльфы и спрайты. Это не инопланетные существа, а название высотных молний. Например, спрайт открыли совершенно случайно: высокочувствительная камера для наблюдений атмосферных явлений во время тестирования засекла несколько вспышек.

Но рано или поздно дождь закончится. Тяжелые облака уплывут, выглянет солнышко, и небо украсит радуга.

— Сколько цветов у радуги? — задает вопрос на засыпку Селиверстов. — Большинство ответят — семь и будут правы лишь отчасти. В средние века, например, выделяли всего три цвета: красный, зеленый и синий. Во времена Ньютона радугу уже уверенно разделяли на шесть цветов. Не было в ней только голубого. На самом же деле в радуге бесконечное множество так называемых спектрально чистых цветов. В ней можно выделить и алый, и бордовый цвета, но они не будут основными, которых, как известно, семь.

Радуга — это оптическое явление. Лучи солнечного света попадают в капельки воды, отражаются, преломляются и выходят наружу под определенным углом. Таким образом, радуга состоит из множества разноцветных капелек.

— На самом деле мы видим только часть — дугу — радужной окружности, — говорит Алексей Селиверстов. — Наиболее полную радугу — половину окружности — хорошо видно после утреннего и вечернего дождя.

Но а тем, кто мечтает увидеть радужный круг целиком, придется подгадать путешествие на самолете. Однако, как предупреждает физик Селиверстов, находясь на борту лайнера, за радугу можно принять «брокенского призрака».

— Это бывает, когда мы видим радужный ореол вокруг тени самолета, — поясняет Алексей Валентинович. — Такие радужные тени-призраки, по преданию, встречались на горе Брокен в Германии. Отсюда и название явления, которое получается за счет дифракции света (отклонение света от прямолинейного направления при прохождении вблизи препятствий). Радужный ореол появляется, когда тень самолета находит на облако.

Иногда на небе можно увидеть не одну, а две радуги. А совсем недавно над Нью-Йорком были замечены сразу четыре разноцветные дуги. Редкое явление. За всю историю наблюдений было зафиксировано не более семи подобных случаев.

— Солнечный луч, путешествуя по каплям воды, отражается и преломляется бессчетное количество раз, — объясняет Селиверстов. — Поэтому теоретически, если есть одна радуга, то всегда есть и вторая, и третья… Просто их яркость настолько мала, что на фоне неба они просто незаметны.
В лабораторных условиях, например, можно получить до 200 отражений светового луча внутри капли.

Интересно, что радугу можно наблюдать не только днем, но и ночью. Правда, лунная радуга видна при условии совпадения сразу нескольких обстоятельств.

— Нужно понимать, что на образование радуги идет всего четыре процента отраженного света. Немного. Поэтому луна должна быть особенно яркой и находиться довольно низко над горизонтом, — перечисляет необходимые условия Алексей Валентинович. — Чем темнее будет фон, тем ярче радуга.
Однако те же грозовые тучи должны висеть достаточно высоко. И, конечно же, необходимо, чтобы в воздухе было подвешено достаточно много отражающих капелек. Тогда в небе будет больше радужных блесток, и мы наверняка увидим радугу.

Стечение всех нужных обстоятельств, как правило, бывает, когда яркий лунный свет пробивается сквозь туман.