Wyjaśniono fenomen tęczy bliźniaczej

Tęcze fascynują naukowców i obserwatorów już od czasów Arystotelesa. Ponieważ są złożonym zjawiskiem, dotąd nie udało się ich w pełni zrozumieć. Dzięki symulacjom komputerowym międzynarodowego zespołu okazało się, że za tzw. tęcze bliźniacze odpowiada zmieszanie kropli o niesferycznym (np. burgeroidalnym) i sferycznym kształcie.

Tęczy bliźniaczej, która wygląda jak łuk rozdzielający się od postawy na dwa, nie należy mylić z tęczą podwójną. W przypadku tej ostatniej mamy bowiem do czynienia z dwoma oddzielnymi i koncentrycznie ułożonymi łukami. Niekiedy tęcza bliźniacza współwystępuje z tęczą podwójną.

By wyjaśnić fenomen rzadkiej tęczy bliźniaczej, dr Wojciech Jarosz z Disney Research w Zurychu i współpracownicy z Uniwersytetów w Saragossie i Horley oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego odwołali się do symulacji komputerowych. Pod uwagę brano zarówno różne kształty kropel, jak i wpływ korpuskularno-falowej natury światła.

Wcześniejsze symulacje zakładały, że krople deszczu są sferyczne. O ile można w ten sposób łatwo wyjaśnić tęczę, a nawet tęczę podwójną, o tyle w przypadku tęczy bliźniaczej już się to nie uda - tłumaczy Jarosz. Spadając, wskutek tarcia powietrza krople ulegają spłaszczeniu. Najlepiej widać to na dużych kroplach. Co bardziej okazałe kończą jako przypominające hamburgery twory, dlatego też ukuto określenie burgeroidy.

Czasem 2 przelotne deszcze się łączą. Kiedy składają się na nie krople o różnej wielkości, każdy z zestawów wytwarza lekko zdeformowane tęcze, które w sumie dają [...] tęczę bliźniaczą. Zespołowi udało się zaprojektować oprogramowanie odtwarzające te warunki w symulacji. Uzyskane wyniki pasowały do bliźniaczych tęcz z fotografii. Sukcesem zakończyły się też symulacje innych rodzajów tęcz.

Pierwotnym celem projektu było lepsze odzwierciedlanie tęcz w bajkach animowanych i grach. Naukowcy szybko zorientowali się, że ani nauka, ani tym bardziej dotychczasowe symulacje nie są w stanie wyjaśnić niektórych ich typów.

Jak można przeczytać w abstrakcie raportu naukowców, wykorzystana przez nich technika bazuje na śledzeniu promieni (uwzględniano m.in. rozszczepienie, polaryzację, interferencję i dyfrakcję). W przypadku kropli sferycznych model zespołu Jarosza pasuje do rozwiązania Mie. Co ważne, pozwala też jednak na dokładne symulowanie niesferycznych cząstek.

tęcza bliźniacza tęcza podwójna Wojciech Jarosz Disney Research burgeroidy krople sferyczne niesferyczne