Ένα πολύχρωμο τόξο εμφανίζεται ψηλά στον ουρανό, αλλά αντί να καμπυλώνει προς τα κάτω, μοιάζει να χαμογελά. Είναι το εντυπωσιακό ανάποδο ουράνιο τόξο, ένα φυσικό φαινόμενο που έχει αποκτήσει το παρατσούκλι «χαμόγελο του ουρανού».
Παρόλο που θυμίζει το συνηθισμένο ουράνιο τόξο, σχηματίζεται με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Δεν χρειάζεται βροχή, ενώ μπορεί να εμφανιστεί ακόμη και μια ημέρα με αρκετή ηλιοφάνεια. Το μυστικό του βρίσκεται σε μικροσκοπικούς κρυστάλλους πάγου που αιωρούνται ψηλά στην ατμόσφαιρα.
Πώς δημιουργείται το ανάποδο ουράνιο τόξο;
Η επιστημονική ονομασία του φαινομένου είναι περιζενίθιο τόξο (circumzenithal arc). Ανήκει στα ατμοσφαιρικά οπτικά φαινόμενα που ονομάζονται άλω και προκαλούνται από την αλληλεπίδραση του φωτός με κρυστάλλους πάγου.
Το περιζενίθιο τόξο εμφανίζεται όταν οι ακτίνες του Ήλιου περνούν μέσα από μικρούς, εξαγωνικούς κρυστάλλους πάγου που βρίσκονται σε ψηλά σύννεφα, κυρίως στους θυσάνους (cirrus).
Οι συγκεκριμένοι κρύσταλλοι έχουν συχνά τη μορφή μικροσκοπικών επίπεδων πλακών. Όταν αιωρούνται με τις μεγάλες επιφάνειές τους σχεδόν οριζόντιες, μπορούν να λειτουργήσουν σαν μικρά πρίσματα.
Το ηλιακό φως εισέρχεται από την επάνω επιφάνειά τους και εξέρχεται από μία πλαϊνή πλευρά. Καθώς αλλάζει κατεύθυνση, δηλαδή διαθλάται, διαχωρίζεται στα διαφορετικά χρώματά του.
Έτσι δημιουργείται ένα φωτεινό, πολύχρωμο τόξο, με το κόκκινο χρώμα στην εξωτερική πλευρά του και το βιολετί στην εσωτερική, προς την κατεύθυνση του Ήλιου.
Ποιες συνθήκες χρειάζονται για να εμφανιστεί;
Σε αντίθεση με το συνηθισμένο ουράνιο τόξο, το ανάποδο ουράνιο τόξο δεν σχηματίζεται από σταγόνες βροχής. Χρειάζεται έναν συγκεκριμένο συνδυασμό ηλιακού φωτός, κρυστάλλων πάγου και κατάλληλης θέσης του Ήλιου.
- Χαμηλή θέση του Ήλιου: Ο Ήλιος πρέπει να βρίσκεται σε ύψος μικρότερο από περίπου 32 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα. Το φαινόμενο μπορεί να είναι ιδιαίτερα έντονο όταν βρίσκεται περίπου στις 20 μοίρες.
- Ψηλά, λεπτά σύννεφα: Οι θύσανοι, που σχηματίζονται σε μεγάλα ύψη, συχνά περιέχουν τους απαραίτητους κρυστάλλους πάγου.
- Κατάλληλος προσανατολισμός των κρυστάλλων: Οι εξαγωνικές πλάκες πάγου πρέπει να έχουν σχεδόν οριζόντια θέση ώστε το φως να περάσει από τις κατάλληλες επιφάνειές τους.
- Καλή ορατότητα: Το τόξο πρέπει να μην κρύβεται από χαμηλότερα, πυκνά σύννεφα.
Το φαινόμενο δεν απαιτεί χαμηλές θερμοκρασίες στο έδαφος. Ακόμη και μια ζεστή ημέρα, η θερμοκρασία στα μεγάλα ύψη όπου σχηματίζονται τα νέφη μπορεί να είναι αρκετά χαμηλή ώστε να υπάρχουν κρύσταλλοι πάγου.
Γιατί μοιάζει με χαμόγελο στον ουρανό;
Το πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα του περιζενίθιου τόξου είναι η καμπύλη του, η οποία θυμίζει ένα χαμόγελο. Σε αντίθεση με το συνηθισμένο ουράνιο τόξο, εμφανίζεται πολύ ψηλά στον ουρανό, κοντά στο σημείο που βρίσκεται ακριβώς πάνω από το κεφάλι μας.
Η διαφορετική μορφή του οφείλεται στη γεωμετρία των κρυστάλλων πάγου και στον τρόπο με τον οποίο το φως περνά μέσα από αυτούς.
Τα χρώματά του μπορούν να είναι ιδιαίτερα καθαρά και έντονα. Μάλιστα, σε ορισμένες περιπτώσεις παρουσιάζουν μεγαλύτερο χρωματικό διαχωρισμό από εκείνον που βλέπουμε σε ένα συνηθισμένο ουράνιο τόξο.
Μπορεί να εμφανιστεί και στην Ελλάδα;
Το ανάποδο ουράνιο τόξο δεν αποτελεί αποκλειστικό φαινόμενο των πολικών περιοχών. Μπορεί να εμφανιστεί και σε χώρες με εύκρατο κλίμα, όπως η Ελλάδα, όταν υπάρχουν οι κατάλληλες ατμοσφαιρικές συνθήκες.
Η παρουσία κρυστάλλων πάγου στα ψηλά σύννεφα δεν περιορίζεται στην Αρκτική ή την Ανταρκτική. Οι θύσανοι εμφανίζονται σε πολλές περιοχές του πλανήτη, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία που επικρατεί κοντά στο έδαφος.
Επομένως, ένα τέτοιο τόξο μπορεί να σχηματιστεί και πάνω από μια ελληνική πόλη. Το γεγονός ότι δεν παρατηρείται συχνά δεν σημαίνει απαραίτητα ότι εμφανίζεται σπάνια.
Πολλές φορές περνά απαρατήρητο επειδή βρίσκεται πολύ ψηλά, σε ένα σημείο του ουρανού όπου οι περισσότεροι άνθρωποι δεν κοιτάζουν συστηματικά.
Πώς μπορούμε να το εντοπίσουμε;
Για να παρατηρήσουμε το φαινόμενο, αξίζει να κοιτάξουμε ψηλά στον ουρανό όταν ο Ήλιος βρίσκεται σχετικά χαμηλά και υπάρχουν λεπτά, λευκά σύννεφα σε μεγάλο ύψος.
Το περιζενίθιο τόξο σχηματίζεται στην ίδια γενική κατεύθυνση με τον Ήλιο, αλλά πολύ ψηλότερα από αυτόν. Δεν χρειάζεται να κοιτάξουμε απευθείας τον Ήλιο, κάτι που πρέπει πάντοτε να αποφεύγουμε.
Μερικές φορές εμφανίζεται μαζί με άλλα ατμοσφαιρικά φαινόμενα, όπως οι φωτεινές κηλίδες εκατέρωθεν του Ήλιου, που ονομάζονται παρήλια.
Η διάρκειά του ποικίλλει. Μπορεί να είναι ορατό για λίγα λεπτά ή περισσότερο, ανάλογα με την κίνηση των νεφών και τις μεταβολές των συνθηκών.
Ένα πραγματικό φαινόμενο που μοιάζει με οπτική ψευδαίσθηση
Το ανάποδο ουράνιο τόξο δεν είναι ένα συνηθισμένο ουράνιο τόξο που έχει αναποδογυρίσει, ούτε κάποια εικόνα που προκύπτει από την αντανάκλαση ενός ουράνιου τόξου.
Πρόκειται για ένα πραγματικό ατμοσφαιρικό οπτικό φαινόμενο, με συγκεκριμένη επιστημονική εξήγηση. Το σχήμα και τα χρώματά του δημιουργούνται από τη διάθλαση του φωτός στους κρυστάλλους πάγου.
Η εμφάνισή του μπορεί να αλλάξει καθώς μεταβάλλεται η θέση του Ήλιου ή η διάταξη των κρυστάλλων στα σύννεφα.
Παρά την επιστημονική εξήγηση, η εικόνα ενός φωτεινού, πολύχρωμου χαμόγελου ψηλά στον ουρανό εξακολουθεί να αποτελεί ένα από τα πιο εντυπωσιακά θεάματα που μπορεί να προσφέρει η ατμόσφαιρα.
Πηγές: Met Office – Optical Effects και Atmospheric Optics – Circumzenithal Arc.
