•  

Mis on uduvikerkaar ja kuidas see tekib? (22.09.2009 13:55)

Autor: Jüri Kamenik

Kaie Avistu on saatnud pilte uduvikerkaarest:

Autori kommentaar: 20.09.2009 hommikul 8.30 Toris

Mis on uduvikerkaar ja kuidas see tekib?  Tegelikult on udukaar üks vikerkaare vormidest. Meenutame, et vikerkaar saab tekkida vaid valguse läbimisel veepiiskadest ja kuna udu koosneb üldjuhul väikestest veepiisakestest (nende fotode tegemise ajal kindlasti), on tegemist vikerkaarenähtusega. Valguse peegeldumisel ja murdumisel jääkristallidel tekkivaid nähtuseid (optilisi efekte) võetakse kokku üldnimetusega halonähted. Seega, kui udu koosneb jääkristallidest (temperatuur on sellisel juhul tavaliselt palju kraade alla nulli), siis saab ka udul (mõnikord tekib udu asemel külmakraadidega jääkristallid ehk teemanttolm) tekkida vaid mitmesugused halod (halonähted), vt näiteks: "Taevane vaatemäng Tartus 3. jaanuaril", "Tänavune Tartu trend - Halo" ja "Lisaks Tartumaale nähti halo ka Viljandis."

Uduvikerkaar tekib uduse ilmaga, kui päike paistab läbi udu piisavalt hästi, et tekitada täisvarjusid. Niisiis saab udukaart näha selge taevaga uduga päikese vastas (kaare kese asub antisolaarses punktis). Uduvikerkaar on tavaliselt valkjas, harva kerge punaka või sinaka varjundiga ning tekib sageli enne udu hajumist, sest enne hajumist hõreneb udu või kui udu oligi selge taevaga, siis udukaare tekkimise ajaks on päike tõusnud piisavalt kõrgele, et soojendada maapinda ja selle kaudu õhu soojenemine on üks eeldusi udu hajumisel. Tähele võib panna, et udukaare alumine osa on tugevam ja paksem, kuid ülemine osa nõrgem. See on seotud udu tihedusega ning kui paljudelt piisakestelt valgus vaatlejani jõuab.

Udukaar tekib nagu vikerkaargi valguse peegeldumisel ja murdumisel piiskades, kuid ühe olulise erinevusega: difraktsioon mõjutab udukaare välimust oluliselt. Difraktsioon tähendab lainete paindumist tõkete taha ning mida lühema lainepikkusega on lained, seda väiksemad peavad olema objektid, täpsemalt ligikaudu samas suurusjärgus lainepikkusega, et difraktsioon muutuks oluliseks (nähtavaks). Merelainete puhul piisab suurtest kividest, sest lainepikkus on kividega umbes samas suuusjärgus, kuid valguse lainepikkus on väga väike ja seetõttu näeb difraktsiooniefekte samuti väikeste osakeste korral, nagu näiteks veepiisakesed.

Vihmapiisad on vihmaga kuni mõne millimeetrise läbimõõduga ja seetõttu saab küll tavalise vikerkaare korral jälgida difraktsiooni, mis ilmneb lisakaartena põhikaare all (sama värvide järjestus, kuid märksa kitsamalt), aga see pole vikerkaare suhtes domineeriv. Mida väiksemad on piisakesed, seda enam suureneb difraktsiooni suhteline tähtsus võrreldes tavalise valguse peegeldumisega ja murdumisega piisakestega seoses. Udupiisakesed on juba nii väikesed, et difraktsioon domineerib ja mõjutab vikerkaare välimust oluliselt: valguse tee ei ole pärast piisakesse põikamist enam konkreetne geomeetrilisest optikast tuntud sirge, vaid laiali hajutatud teatud ruumipiirkonda (difraktsiooniefekt). See on ka põhjuseks, miks udukaar on valkjas, mitte aga erksalt värviline (seda põhjustab dispersioon), sest hajutatuse tõttu värvid ju kattuvad vähemalt osaliselt ja tekibki valkjas kaar. Samuti on teada, et väiksemate piisakeste korral väheneb difraktsiooni intensiivsus (heledus) nurkkauguse kasvades aeglasemalt kui suurte piisakeste korral. See on põhjuseks, miks udukaar on suhteliselt lai ja suurem laius lahjendab samuti värvusi.

Kui on pime ja udu on väga tihe, saab udukaart ka ise tekitada. Selleks on vaja suunatud valgusallikat ja mida intensiivsema valgusega, seda parem (taskulamp, prožektor, head autotuled jne, peaaasi, et valgus oleks võimalikult suunatud, mitte aga hajuv igasse suunda, nagu tänavavalgustus vms). Edasi tuleb leida pime koht ja suunata valgusallikas udu sisse, siis ilmubki udukaar (olen seda ise proovinud). Kui udu on väga tihe ja valgusallikas piisavalt suunatud ning intensiivne, tekivad mitmekordse kaared või ringid, olenevalt, kuhu valgus suunati. Mitmekordsus on tingitud interferentsist: maksimumid tekivad seal, kus valguslained tugevdavad üksteist ja miinimid (kaarevahed) sinna, kus lained kustutavad üksteist vastasfaasi tõttu.

Eelmised artiklid:

Videvikuvastased kiired pärastlõunase Tiskre kohal (19.09.2013)

Seniidikaar (circumzenithal arc) ehk Bravais´ kaar 19. septembril (21.09.2012) erikEST Kiudpilvevikerkaar 19. septembril pildistati üht suhteliselt haruldast halonähtust, mis kannab nime seniidikaar (circumzenithal arc) ehk Bravais´ kaar.

Pilved ja hämarikunähtused 19. septembril (lisatud fotosid!) (22.09.2009) 19. septembri päikeseloojang oli väga värvikas. Ilm oli soe ja juba õhtupoolikul tekkis taevasse iseloomulikke kõrgrünkpilvi ja selle mustreid. Sarnased pilved tekivad taevasse sageli just sügisesel ajal, kui õhumass on soe või väga soe.

Rubriik valgus ja värv looduses (18.09.2009) Foto: Eve Chamkhi Tasapisi hakkan lugejatele tutvustama mitmesuguseid valdavalt meteoroloogilise optikaga seotud nähtuseid, efekte, värvidemänge jne, seda enam, et looduslikku valgust jääb iga päevaga pisut vähemaks ja valgusega seonduv tõmbab ehk rohkem tähelepanu.

Kastemäng päikeselisel hommikul (pühasära ja opositsiooniefekt) (18.09.2009) Hommikul selge ilmaga, kui lõppenud ööst on rohule jäänud kaste, võib märgata üsna huvitavat nähtust: kui vaatame kastest muru nii, et päike jääb otse selja taha, siis pea varju ümbruses (täpsemalt antisolaarses punktis) on märgatavalt heledam oreool, mis vastavalt kauguse suurenedes pea varjust muutub üha nõrgemaks kuni on üle läinud tavalise heledusega kastetilkadega muruks.


Arhiiv

Telefon: 6 610 845

E-post: ilm@ilm.ee

Rohkem: Kontakt | Reklaam