Добраться до конца радуги невозможно, а сверкающая солнечная дорожка на поверхности моря всегда будет вести только к вам, и больше никуда.
Каждый из нас, стоя в определенном месте, увидит радугу по-своему. Капли, находящиеся между точкой наблюдения и радугой (на расстоянии от полумили до полутора миль), отражают часть солнечного света в глаза наблюдателя. Одни капли при этом отражают желтую часть спектра, другие фиолетовую и т. д. Это означает, что, если наблюдатель переместится в другую точку, отражать свет ему в глаза будут уже другие капли. Надеюсь, это поможет вам оставить тщетное и, я бы сказал, унизительное стремление отыскать конец радуги. С тем же успехом можно сесть в катер и кататься на нем туда и обратно, пытаясь убежать от начала солнечной дорожки на поверхности моря.
Должно быть, среди прочих небесных услад радуга наиболее знакома читателю. Но часто ли мы, глядя на радугу, вдаемся в детали? Многие ли замечали, что небо внутри радуги ярче, чем снаружи? А многим ли доводилось увидеть вторую, более тусклую радугу над первой? И обращали ли вы внимание, что цвета в ней расположены в обратном порядке? А многие ли видели «темную Александрову полосу»? Это не название рок-группы из Мидлсбро, а обозначение темного участка неба между составными частями двойной радуги. Впервые его описал Александр из Афродизии около 200 г. и. э. А замечал ли хоть кто-нибудь слабые голубые либо лиловые дуги, иногда появляющиеся непосредственно под яркой первичной радугой? Они называются «добавочными радугами» и возникают из-за интерференции световых волн, слегка не совпадающих по фазе вследствие того, что свет отражается разными частями водяных капель. К интерференции световых волн мы еще вернемся.
Облачная радуга появляется редко и только в том случае, когда солнечный свет попадает на капли воды меньшего размера в облачном слое. Как и в случае с обычной радугой, солнце должно светить из-за вашей спины. Облачная радуга окрашена в те же цвета, что и обычная, однако эти цвета спокойнее и расплывчатее, а сама радуга значительно шире.
Туманную, или белую, радугу можно увидеть, когда солнце светит сквозь брешь в тумане из-за спины наблюдателя. Эта радуга не окрашена в разные цвета, ее дуги выглядят как призрачные нечеткие кольца белого света. Мельчайшие капли тумана (едва ли не 0,02 мм в диаметре), сходные по размеру, приводят к тому, что световые волны, отражаясь в направлении наблюдателя, интерферируют друг с другом.
Тесно связано с белой радугой еще одно, куда более разноцветное явление, до сих пор не нашедшее удовлетворительного объяснения, — так называемые «глории». Глория появляется вокруг тени наблюдателя, когда он смотрит на находящееся ниже облако или туман, а солнце светит у него из-за спины. Понятное дело, чаще глории доводится наблюдать тем, кто путешествует по горам, а не обитателям равнин.
Нежные волны перисто-слоистого волнистого облака (Cirrostratus undulatus), разрушенные телеантенной.
Вокруг отбрасываемой на облако и обычно искаженной за счет перспективы тени от головы наблюдателя возникает подобный нимбу радужный ореол. Это сверхъестественное видение называют иногда «брокенским призраком». Оно получило такое название в честь горы Брокен — высочайшей вершины Гарца, горного массива в Германии. Туман или дымка окутывают Брокен до трехсот дней в году, поэтому глории наблюдаются там довольно часто.
Если вы путешествуете не в одиночку, то, увидев подобный световой эффект вокруг собственной тени, не заметите глорий вокруг теней ваших спутников. Каждый из них, в свою очередь, увидит глорию только вокруг собственной тени. Так что это самый эгоистический среди оптических феноменов.
Однако и у тех, кого на Брокен, равно как и на любую другую горную вершину, калачом не заманишь, есть шансы увидеть глорию. Иногда этот эффект можно наблюдать из иллюминатора самолета. Если самолет пролетает над подходящими облаками (состоящими из мельчайших капелек, практически совпадающих по размеру), тень самолета будет окаймлена разноцветной глорией.
***
Оптические эффекты, принадлежащие к третьей группе, возникают при наблюдении солнечного света через тонкий слой частиц воды (капель или ледяных кристаллов) очень маленького размера — около 0,01-0,02 мм.
Пример этого типа эффектов — венцы, появляющиеся вокруг солнца или луны, когда их заслоняет «молодое», едва образовавшееся облако, состоящее из водяных капель одинакового размера.
Как правило, венцы образуются в тонких, только что сформировавшихся облаках среднего яруса — высоко-слоистых, однако иногда наблюдаются и в сочетании с высоко-кучевыми, перисто-кучевыми и перистыми облаками. Люди чаще замечают венцы вокруг луны, поскольку она не так слепит, как солнце, и на нее можно смотреть в упор. Правильный венец представляет собой не кольцо (как упомянутые выше гало), а центральный белый диск, или «ореол», в несколько раз шире луны, окруженный цветными кольцами. Цвета обычно выстроены в следующем порядке: желтобелый диск, окружающий луну, далее — красно-коричневый обод, а за ним — бледные пояса голубого, зеленого и, наконец, красного цвета. Время от времени снаружи от них видно еще несколько цветных колец.
Диаметр венца зависит от размера капель, из которых состоит облако (чем крупнее капли, тем меньше венец), поэтому, когда мимо полной луны проносятся разные слои тонких облаков, венец может то расширяться, то сжиматься.
Световые эффекты возникают вследствие того, что капли или кристаллы встают на пути лучей света. Однако, чтобы эта блокировка света сказалась на воспринимаемых цветах, отдельные частицы должны быть очень маленького размера. Световые волны точно так же огибают частицы, составляющие облако, как морские волны огибают препятствия вроде края волнореза. Появление цветных колец вокруг центрального светящегося диска венца обусловлено тем, что волны разной длины, из которых состоит солнечный свет, отклоняются частицами под разным углом, и световые волны, отраженные от какого-либо из боков каждой капли, интерферируют друг с другом.
Венец воспринимается отчетливо и содержит чистые цвета, только если облачный слой достаточно тонок. Если же облако толще, свет, проходя через множество встречающихся у него на пути частиц, становится более расплывчатым.
Поскольку венец возникает вследствие того, что солнечный свет огибает препятствия, сообразительный читатель не удивится, узнав, что для венца годится облако, состоящее не только из капель или ледяных кристаллов, но даже из непрозрачных частиц — таких, например, как цветочная пыльца, которую заносят в атмосферу сильные ветры. А пепел и капли гидросульфатов, попадающие в атмосферу в ходе извержения вулкана, приводят к возникновению венца, известного как «кольцо Бишопа» — первым это явление описал Серено Бишоп, пронаблюдав его в Гонолулу после извержения вулкана Кракатау в 1883 г.
Последний из облачных оптических эффектов, и один из наиболее выразительных, тесно связан с венцами и носит название «иридесценции» или «иризации». Ирида — древнегреческая богиня радуги, вестница Зевса и Геры, передававшая их послания и повеления смертным земным жителям. Однако ее имя используется теперь для обозначения вовсе не радуги, а прекрасной перламутровой бахромы, появляющейся по краям облаков среднего и верхнего ярусов.
По сути дела, эти цветные полосы — части венца. Обычно они выглядят волнообразно, поскольку к краю облака размер капель воды или кристаллов льда уменьшается вплоть до полного испарения в атмосферу.
Иризация характерна для волнистых облаков: например, для похожих на НЛО чечевицеобразных высоко-кучевых облаков — Altocumulus lenticularis. Капли образуются с одной стороны такого облака и испаряются с другой, и при этом их постоянно перемещает создающий эти облака воздушный поток. В результате их размер остается минимальным: им просто некогда расти и соединяться с другими каплями в более крупные. А поскольку облака нередко заслоняют солнце, делая его свет менее слепящим, иризация наблюдается чаще целого ряда прочих оптических эффектов.
Что уж тут поделать, если в честь Ириды названо явление, не имеющее отношения к радуге, богиней которой она была? К счастью для этой богини, иризация, благодаря особенно насыщенным и чистым цветам — еще более заманчивый и прекрасный оптический эффект.
***
У каждого облака есть свое место под солнцем. Каждое по-своему забавляется с солнечным светом. Одни, словно и китайском театре теней, отбрасывают тень на соседние облака, другие просто преграждают путь солнечным лучам, словно шалун, заслоняющий пятерней свет фонарика. Одни разделяют цвета спектра и сводят их воедино, благодаря тому что составляющие их капли отражают свет в направлении наблюдателей, буде таковые найдутся. Другие же предпочитают выражать себя в дожде — вне всякого сомнения, им доставляет удовольствие смотреть, как отдельные капли преломляют и отражают свет, образуя радугу. Каждое облако по-своему искажает свет, разделяя его на пряди, словно шерсть, и вновь воссоединяя эти пряди. Что до меня, то среди всех оптических эффектов мне ближе прочих не самое яркое сияние гало, создаваемых перисто-слоистыми облаками.
Возможно, причина в том, что тонкий белесый слой кристаллов льда наименее различим по сравнению с остальными облаками. Мне порой кажется, что эта безмолвная пелена особо не возражает против того, чтобы остаться незамеченной. И правда, зачем перисто-слоистому облаку громогласно возвещать о своих достижениях? Оно должно быть вполне довольно своим плавно струящимся каскадом ледяных призм, творящим оттенки ярче, чем цвета самой радуги, поддразнивающим наше одно-единственное Солнце «ложными солнцами» и, наконец, меняющим ход истории человечества.
А ведь я совсем забыл рассказать как.
Если слова «Нос signo victor eris» были начертаны в небе рукою Господа, то явленный одновременно с ними символ (если можно опираться на изображения лабарума, представленные на римских монетах в честь победы Константина) был, без облачной тени сомнения, нарисован нежной леденистой рукой перисто-слоистого облака.
На редкой монете «Spes public», отчеканенной в Константинополе в 327 г. н. э., наиболее отчетливо представлена военная символика Римской империи, повсеместно введенная в обиход после видения Константину и его войску, случившемуся полутора десятилетиями раньше. На монете изображен лабарум, а под ним — хоругвь с тремя кругами.
Когда солнце находится на высоте 22° над горизонтом, может возникнуть впечатление, что улыбка около-зенитной дуги касается 46-градусного гало. Если же в облачном покрове есть бреши, в результате чего под аркой видна только часть гало, эффект будет не так уж сильно отличаться от креста в основе Константинова лабарума. А вертикаль Р, тоже входящая в его состав? Это, конечно же, солнечный столб. А три кружка на свитке под лабарумом} Что ж, это, само собой разумеется, Солнце и два паргелия, или «ложных солнца», по обе стороны от него.
Бронзовая монета «Spes public» с изображением Римской военной символики, в основу которой легло чудотворное небесное видение Константина.
Разве не правдоподобно звучит следующее объяснение? За день до битвы у Мильвийского моста ледяные кристаллы перисто-слоистого облака в небе над Константином и его армией могли оказаться такого размера и расположиться в таком порядке, а Солнце могло подняться на такую высоту, чтобы примерно в одно и то же время в небе появились все четыре гало-феномена. Ну ладно, пусть это маловероятно, но все-таки возможно.
А если все так и было, то разве в итоге они не сложились бы в образ, подобный военной символике, изображенной на римской монете?[115] Почему бы Константину не узреть крест, состоящий из околозенитной дуги, которую пересекало неполное 46-градусное гало, а также устремленный вниз солнечный столб? Почему бы ему не увидеть три светящихся шара: Солнце и два «ложных солнца» по бокам? Почему бы тому самому дню накануне битвы у Мильвийского моста не стать ключевым моментом в истории облаковедения?
Конечно же, читатель вправе поднять на смех саму идею о том, что перисто-слоистые облака способствовали распространению христианства на Западе. По здравому размышлению, он может не так уж и ошибаться: это вполне могли оказаться обычные перистые облака, которые тоже ведут к образованию гало-феноменов.
Будем помнить…
глава 11 ПРОЧИЕ ОБЛАКА
Сопутствующие облака, добавочные элементы, а также стратосферные и мезосферные облака
Конечно, десять основных родов облаков могли бы забрать всю славу себе, однако не следует забывать и о менее известных членах облачного семейства.
Одни из них называются «сопутствующими облаками». Это облака-компаньоны, по одиночке они не ходят, а появляются только в том случае, если в небе присутствует облако одного из десяти главных родов. Будучи всегда в центре событий, они порой до того увлекаются, что в ходе «метеопревращений» полностью теряются в том облаке, которому сопутствуют.
Другие вообще не считаются облаками как таковыми, а именуются «добавочными элементами» большой десятки. Впрочем, классификация облаков — дело, гак сказать, туманное, поэтому решение о том, что считать облаком, а что не считать, часто оказывается не более чем результатом договоренности между членами мирового метеорологического сообщества. Но, по-моему, было бы не вполне честно отказывать некоторым из этих пышек в чувстве собственного достоинства, которое, несомненно, сопутствовало бы их признанию в качестве полноценного облака, а не просто «добавочного элемента».
Напротив, «стратосферные» и «мезосферные» облака считаются облаками в полном смысле этого слова. Они образуются высоко в атмосфере, зачастую на много миль выше тропосферы, где обретаются все остальные облака. Со столь заоблачных высот эти таинственные обитатели небесного царства взирают вниз на всю прочую братию с надменным бесстрастием.
СОПУТСТВУЮЩИЕ ОБЛАКА Облачная шапка
Облачная шапка (pileus) — своего рода начес из переохлажденных капель, который носят исключительно модники из семейства кучевых облаков. Если время от времени смотреть на небо, порой можно заметить кучево-дождевое облако или его младшего братишку — мощное кучевое облако, щеголяющих этой франтоватой прической.
Облачная шапка образуется, когда вертикальные конвекционные струи в одном из этих возвышающихся облачных нагромождений выступают в качестве препятствия для горизонтального воздушного потока над облаком. Влажная струя воздуха подталкивается вверх образующимся внизу облаком. При подходящих условиях состоящий из водяного пара волнообразный гребешок, который формируется при прохождении воздуха над облаком, остывая, частично конденсируется в капли.
Процесс образования облачной шапки почти не отличается от орографического образования волнистых облаков (например, относящихся к разным видам чечевицеобразных — lenticularis) при натекании воздушных потоков на горные массивы. Капли внутри облачной шапки так же движутся вместе с воздухом сквозь облако, появляясь с одной его стороны и исчезая с другой. Это придает пышной макушке конвекционного облака чудесный вид, как если бы прическу укладывали феном.
Облачная шапка — прическа, которую носит облако.
Однако облачная мода куда более преходяща, нежели любая другая. Поэтому конвекционное облако продолжает расти, и его верхушка вскоре пронзает облачную шапку насквозь. Проходит несколько минут, и прическа сползает облаку на плечи. Приходится бедняжке путешествовать дальше в унизительно перекошенном паричке.
Разорванно-дождевые облака
Разорванно-дождевые облака (раппus) — темные клочья конденсированной влаги, образующиеся в насыщенном воздухе во время дождя. Если ветер тихий, они висят, словно темные заплаты, под основанием дождевого облака. В случае же сильного ветра они выглядят куда более растрепанно и беспокойно мечутся, словно духи, не успевшие укрыться от дождя.
Чтобы заметить разорванно-дождевое облако, нужно питать особый интерес к облакам.
Чаще всего разорванно-дождевые облака наблюдаются под дождевыми, слоисто-дождевыми, мощными кучевыми и высоко-слоистыми облаками. Однако не стоит откладывать важные дела только ради того, чтобы взглянуть на такое облако. Едва ли оно способно вызвать восторги публики: ведь это не более чем обрывки слоистого облака, которые только с большой натяжкой можно назвать прекрасными. Люди нечасто видят привидения. Еще реже они видят разорванно-дождевые облака.
Но коль скоро вы все-таки заметите разорванно-дождевое облако, не сомневайтесь: если дождь из облака над вами до сих пор не пошел, то он вот-вот начнется. В отличие от распространяющихся и утолщающихся перистых облаков, предупреждающих о том, что дождь пойдет где-то через день, разорванно-дождевые облака дают трехминутное предупреждение. Для насыщенного дождем воздуха достаточно малейшего восходящего воздушного потока, чтобы влага сконцентрировалась в водяные капли, и в воздухе образовались призрачные клочья разорванно-дождевого облака.
Вуаль
Название этого облака происходит от латинского слова velum, означающего «покров», а само воздушное образование похоже па облачную шапку, хотя и покрывает значительно большие участки неба. Обычно оно образуется, когда группа крупных кучевых или кучево-дождевых облаков совместными усилиями поднимает вверх устойчивый слой влажного воздуха. Вуаль не обязательно формируется в воздушном потоке, подобно облачной шапке. Она просто висит в воздухе, расширяясь раструбом, словно пачка балерины.
Эту юбку, расходящуюся от конвекционного облака, можно лицезреть как раз тогда, когда облако поднимается сквозь нее в небеса. На самом деле вуаль настолько устойчива, что нередко продолжает висеть в воздухе еще довольно долго после того, как сами конвекционные облака раскланяются и покинут сцену.