รุ้งเผือก แสนงาม มันเกิดขึ้นได้อย่างไรกัน ? ดูที่ไหนได้
คอลัมน์ Weather Wisdom โดย บัญชา ธนบุญสมบัติ
รุ้งเผือก – ใครๆ ก็รู้ว่า รุ้ง (rainbow) ตามปกติมี เจ็ดสี และอาจจะใช้รหัสช่วยจำ “ม่วยคนนี้ขาวและสวยดี” ในการจำสีรุ้ง โดยที่ตัวอักษรตัวแรกของแต่ละคำเป็นตัวเดียวกับตัวอักษรแรกของสีรุ้ง เช่น ตัว ม. ในคำว่าม่วย หมายถึง ม่วง ตัว ค. ในคำว่าคน หมายถึง คราม ฯลฯ ซึ่งเมื่อไล่ไปจนครบก็จะได้ “ม่วง-คราม-น้ำเงิน-เขียว-เหลือง-แสด-แดง” นั่นเอง
วิทยาศาสตร์พื้นฐานสอนว่ารุ้งมี 2 ตัว ได้แก่ รุ้งปฐมภูมิ (primary rainbow) ซึ่งอยู่ด้านล่างและมีสีชัดเข้มกว่า และ รุ้งทุติยภูมิ (secondary rainbow) ซึ่งอยู่ด้านบนและมีสีจางกว่า
แต่ธรรมชาติมักมีความหลากหลายกว่าสิ่งที่วิทยาศาสตร์พื้นฐานสอนเอาไว้ เพราะเอาเข้าจริงแล้ว รุ้งอาจมีได้กว่าสิบแบบ โดยในบทความนี้ จะขอแนะนำรุ้งที่ไม่ได้มีสีรุ้ง แต่กลับมีสีขาวนวล เรียกง่ายๆ ตามสีที่ปรากฏว่า ‘รุ้งเผือก’ หรือ ‘รุ้งขาว’
คำว่า ‘รุ้งเผือก’ ผมแปลจาก ‘albino rainbow’ และ ‘รุ้งขาว’ แปลจาก ‘white rainbow’ แต่สิ่งที่ควรรู้ก็คือ การที่ฝรั่งใช้คำว่า rainbow ในชื่อรุ้งเผือกหรือรุ้งขาวนั้น จริงๆ แล้วไม่ถูกต้องเพราะรุ้งไม่ได้เกิดจากหยดน้ำฝน แต่เกิดจากหยดน้ำในเมฆหรือในหมอกต่างหาก
ภาพที่ 1: รุ้งเผือก
เที่ยวบินดอนเมือง-เชียงใหม่
ศุกร์ที่ 2 สิงหาคม 2556 เวลา 7:20 น.
ภาพ: บัญชา ธนบุญสมบัติ
ผมถ่ายรุ้งเผือกในภาพที่ 1 ได้หลังจากที่เครื่องบินขึ้นจากรันเวย์ได้ราว 10 นาที ตอนนั้นผมนั่งติดหน้าต่างฝั่งซ้าย ส่วนดวงอาทิตย์อยู่ฝั่งขวา รุ้งเผือกในภาพเป็นส่วนหนึ่งของวงกลมซึ่งมีขนาดเท่ากับรุ้งปฐมภูมิ นั่นคือ มีรัศมี 42 องศา
เนื่องจากรุ้งเผือกในภาพที่ 1 ปรากฏบนเมฆ จึงอาจเรียกว่า ‘รุ้งเมฆ’ ได้ด้วยเช่นกัน ฝรั่งเรียกว่า ‘cloud bow’ ซึ่งบางครั้งก็สะกดติดกันเป็น ‘cloudbow’
ในกรณีที่รุ้งเผือกเกิดบนหมอก ก็จะเรียกว่า ‘รุ้งหมอก’ ฝรั่งเรียกว่า ‘fog bow’ หรือสะกดติดกันว่า ‘fogbow’ ก็ได้
รุ้งเผือกเกิดขึ้นได้อย่างไร?
เริ่มจากรุ้งธรรมดากันก่อน ได้แก่ รุ้งปฐมภูมิและรุ้งทุติยภูมิ รุ้งสองตัวนี้มักจะเกิดหลังฝนตกใหม่ๆ ซึ่งหมายความว่าในอากาศยังคงมีหยดน้ำฝนล่องลอยอยู่เป็นจำนวนมาก หยดน้ำฝนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางในช่วง 500-5,000 ไมครอน (นั่นคือ 0.5-5 มิลลิเมตร) เพราะหากหยดน้ำใหญ่กว่า 5000 ไมครอน ก็จะแตกออกเป็นหยดเล็กหยดน้อย
หน่วย ‘ไมครอน’ นี้คนทั่วไปคงไม่คุ้นเคยเท่าใดนัก ผมจึงขอขยายความดังนี้
ความยาว 1 ไมครอน (micron) หรือ 1 ไมโครเมตร (micrometer) เท่ากับ 1 ในล้านส่วนของเมตร อาจจำง่ายๆ ว่า 1,000 ไมครอน เท่ากับ 1 มิลลิเมตร ก็ได้
เพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น ลองดูภาพที่ 2 ครับ จะได้ข้อสรุปง่ายๆ ว่า
• หยดน้ำในเมฆมีขนาดเล็กกว่าเส้นผม
• หยดน้ำฝนมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผม
ภาพที่ 2: ขนาดเปรียบเทียบระเหว่างหยดน้ำในเมฆ หยดน้ำฝน กับเส้นผมของคน
ในการเกิดรุ้งแบบปกติ แสงสีขาวจากดวงอาทิตย์จะตกกระทบหยดน้ำฝน แล้วหักเหเข้าไปในหยดน้ำโดยแตกออกเป็นสีรุ้ง จากนั้นจะสะท้อนโดยผิวภายในหยดน้ำ (หนึ่งครั้งหรือมากกว่า) แล้วหักเหออกจากหยดน้ำ ทำให้เรามองเห็นรุ้งบนท้องฟ้า
ถ้าแสงสะท้อนโดยผิวภายในหยดน้ำเพียง 1 ครั้ง ก็จะเกิดเป็น รุ้งปฐมภูมิ แต่ถ้าแสงสะท้อนโดยผิวภายในหยดน้ำ 2 ครั้ง ก็จะเกิดเป็นเรียกว่า รุ้งทุติยภูมิ
ที่นี้ถึงประเด็นสำคัญ นั่นคือ หากหยดน้ำมีขนาดเล็กลง จะพบว่าแถบสีรุ้งแต่ละแถบมีขนาดกว้างขึ้น เมื่อหยดน้ำเล็กลงถึงขนาดหนึ่ง คือ รัศมีราว 10 ไมครอน (หรือเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 20 ไมครอน) แถบสีรุ้งแต่ละสีก็จะกว้างมากจนทับซ้อนกับแถบสีอื่นๆ ผลก็คือ สีรุ้งม่วง-คราม-น้ำเงิน-เขียว-เหลือง-แสด-แดง จะทับซ้อนกันทั้งหมด และรวมกันกลายเป็นสีขาวอีกครั้ง เกิดเป็นรุ้งเผือกนั่นเอง
ภาพที่ 3 แสดงสีของรุ้งที่เปลี่ยนแปลงไปตามขนาดของหยดน้ำ ค่า r ในแต่ละภาพย่อยคือ รัศมีของหยดน้ำ มีหน่วยเป็นไมครอน เช่น ภาพย่อย A ซ้ายบน เป็นรุ้งเผือกที่เกิดจากหยดน้ำในเมฆ (หรือหมอก) ที่มีขนาดรัศมี 10 ไมครอน หรือเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ไมครอน นั่นเอง
ภาพที่ 3: แผนภาพแสดงรุ้งชนิดต่างๆ ซึ่งเกิดจากหยดน้ำที่มีขนาดรัศมี r ต่างกัน
ที่มา : Philip Laven
ในกรณีทั่วไป ควรทราบว่าหยดน้ำในเมฆ (หรือหมอก) มีขนาดเล็กจิ๋ว คือ มีเส้นผ่านศูนย์กลางในช่วง 1-100 ไมครอน ที่ทำให้เมฆ (หรือหมอก) สามารถทำให้เกิดรุ้งเผือกได้นั่นเอง ลองดูภาพย่อย 3A, 3B และ 3C อีกครั้งครับ
เรื่องน่าสนุกก็คือ จุดศูนย์กลางของรุ้งเผือกจะมีกลอรี (glory) เสมอ เพราะทั้งรุ้งเผือกและกลอรีต่างเกิดจากหยดน้ำขนาดเล็กจิ๋วในเมฆหรือหมอกเช่นกัน ดูภาพที่ 4 ครับ
Fogbow-Glory-Brocken_spectre บริเวณรอบจุดศูนย์กลางของรุ้งเผือกมีวงแสงกลอรี่
ที่มา > https://ru.m.wikipedia.org/wiki/ Fogbow_glory_spectre_bridge
เรื่องเกี่ยวกับ กลอรี (glory) ได้เล่าไว้บ้างแล้วในบทความนี้นะครับ
ชมคลิปแสดงรุ้งเผือกและกลอรีได้ที่
ชมคลิปแสดงรุ้งหมอกที่แสงมาจากไฟหน้ารถได้ที่
อยากเห็นรุ้งเผือกต้องทำยังไง?
• ถ้าคุณเห็นหมอกปกคลุมพื้นที่กว้าง (เช่น ทะเลหมอก หรือหมอกที่อยู่ตรงหน้า) และหากดวงอาทิตย์อยู่ด้านหลัง ก็มีสิทธิ์ลุ้นเห็นรุ้งเผือก รวมทั้งกลอรีด้วย
• ถ้าคุณขึ้นเครื่องบิน นั่งติดหน้าต่าง หากดวงอาทิตย์อยู่ด้านตรงข้ามที่นั่งและอยู่สูงพอเหมาะ ลองกวาดสายตาหาแถบโค้งสีขาวๆ บนเมฆ และกลอรีรอบเงาเครื่องบิน
หากมีโอกาสเจอรุ้งเผือก ก็เก็บภาพไปอวดเพื่อนๆ ในโซเชียลมีเดียกันนะครับ :-D
แนะนำแหล่งข้อมูล
ขอแนะนำเว็บของอาจารย์ Les Cowley ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับรุ้งเมฆ คลิกที่นี่
บัญชา ธนบุญสมบัติ
www.facebook.com/buncha2509
[email protected]
