Радуга в веере антисумеречных лучей

Кажется, будто Солнце садится прямо за эти холмы: из одной точки у горизонта расходится веер золотых лучей, а поперек него висит короткая дуга радуги. Но в этой сцене обманывает все. Солнце в момент съемки было за спиной у фотографа, а лучи и радуга сходятся не к нему, а к точке ровно напротив.

Снимок сделан на телефон на закате в середине октября в итальянском Презенцано, в Кампании. Автор заметила это небо, когда вешала белье.

Где на самом деле было Солнце

Подсказку дает сама радуга. Она появляется, когда солнечный свет входит в капли дождя, отражается внутри и выходит обратно к наблюдателю. Поэтому радугу видно только спиной к Солнцу. Центр дуги всегда лежит в антисолнечной точке – ровно напротив Солнца, там, куда падает тень от головы наблюдателя. Когда Солнце на горизонте, эта точка тоже на горизонте, только с противоположной стороны неба, а радуга поднимается над ней полукругом радиусом около 42°.

Значит, Солнце садилось на западе, позади фотографа, а камера смотрела на восток. Золотое сияние под холмами – это не Солнце, а место, где за горизонтом лежит антисолнечная точка.

Сумеречные лучи, которые прошли через все небо

Веер, расходящийся из-под холмов, – антисумеречные лучи. Они начинаются на западе, где низкое Солнце пробивается сквозь разрывы в облаках и рисует знакомые сумеречные лучи. Освещенные столбы воздуха чередуются там с полосами тени. Эти лучи не обрываются над головой: они пересекают все небо и на востоке снова опускаются к горизонту.

Обычно антисумеречные лучи бледные: к востоку свет доходит ослабленным, и полосы едва угадываются на фоне неба. На этом снимке они яркие и четкие благодаря дождю. Пелена капель на востоке работает как экран: освещенные участки рассеивают свет и светятся, а полосы тени между ними остаются серыми. Тот же дождь дал и радугу.

Почему параллельные лучи сходятся в точку

Солнечные лучи, дошедшие до Земли, практически параллельны. Сходиться их заставляет перспектива: так рельсы сливаются у горизонта, хотя на деле не сближаются ни на сантиметр. Наблюдатель стоит посередине такого пучка, и точек схода у него две. Одна из них – Солнце, вторая – антисолнечная точка. Над головой те же лучи выглядят дугами, переброшенными через небо.

У горизонта веер выглядит ярче и плотнее. Взгляд там идет почти вдоль лучей и пронизывает длинный столб освещенного воздуха. Цвет у лучей золотой по той же причине, что у закатного неба: низкое Солнце светит сквозь толщу атмосферы, и синяя часть света рассеивается по пути.

Почему радуга обрывается

Самое интересное на снимке – то, что радуга видна только внутри светлого веера. Она загорается лишь в тех каплях, на которые падает прямой солнечный свет. Там, где воздух лежит в тени облаков, капли дождя есть, но освещать их нечему, и дуга пропадает. Облака, висящие далеко на западе, вырезали кусок из радуги на востоке.

У лучей и у радуги общий центр. Лучи сходятся к антисолнечной точке, и вокруг нее же описана дуга. Оба явления указывают на Солнце, которого в кадре нет.

Источники

1. Anticrepuscular Rays – Atmospheric Optics, Les Cowley
2. OPOD – Anticrepuscular Rays – Atmospheric Optics, Les Cowley
3. What Causes a Rainbow? – NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service