Fenomeni ottici in prossimità del limite superiore della nebbia: l’arco di nebbia

“Chi ama la natura, sente il bisogno di osservare i suoi fenomeni come l’aria per respirare: vi è in lui un profondo, innato bisogno. Sole e pioggia, caldo e freddo, sono l’occasione per una sempre nuova osservazione – è divertente, sia in città, sia nel bosco o sulla spiaggia al mare. È sempre impressionato dai nuovi, interessanti eventi”

Marcel Minnaert, 1937 (libera traduzione)

Alle frasi di Marcel Minnaert (1893-1970), ricavate dalla sua classica opera “Licht und Farbe in der Natur” (Luce e colori nella natura) non vi sarebbe in realtà molto da aggiungere. Tranne forse alcune foto con le spiegazioni e l’invito a muoversi nella Natura con gli occhi ben aperti, per poter osservare personalmente i fenomeni citati.

Il più noto fenomeno ottico visivo in cielo è di sicuro l’arcobaleno, che tutti abbiamo prima o poi osservato, magari dopo un temporale estivo. Appunto l’arcobaleno è un fenomeno tendenzialmente “estivo”. Non è un po’ fuori stagione? Lo è, a dire il vero. L’arcobaleno con la nebbia ha poco a che fare, però un suo “parente stretto” è … nebbia-dipendente. Infatti esiste anche il cosiddetto “arco di nebbia” (fogbw) che si forma solo in presenza della nebbia.

Come nel caso dell’arcobaleno classico, anche per poter vedere l’arco di nebbia è necessario che alcune condizioni siano precisamente soddisfatte. Ad esempio la posizione non può essere una qualunque. L’osservatore deve “dare la schiena al sole” e volgere lo sguardo verso la nebbia sotto di lui. Al meglio se ci si trova in una zona un po’ sul bordo del bando di nebbia.  A seconda dell’estensione del banco di nebbia e delle dimensioni delle goccioline che la compongono si può osservare un semicerchio oppure un cerchio intero. L’arco di nebbia è più largo rispetto ad un arcobaleno classico e la sua colorazione è tendenzialmente biancastra. Solo sui bordi si possono notare delle sfumature gialle (all’esterno) e azzurre (all’interno).  All’interno dell’arco principale, dopo una zona scura, si possono a volte notare ulteriori uno o due archi, chiamati tecnicamente “archi d’interferenza”.

I meccanismi fisici che portano alla formazione di un arco di nebbia sono sostanzialmente  simili a quelli che portano alla formazione di un arcobaleno. La luce interagisce con le goccioline di nebbia: viene da queste rifratta e scomposta nelle sue varie componenti, che corrispondono ai vari colori dell’arcobaleno. Rispetto all’arcobaleno classico, le dimensioni delle goccioline che formano la nebbia sono però molto più piccole. Se con la pioggia l’arcobaleno di forma in presenza di gocce di diametro compreso fra 0.25 e 3 mm, nel caso della nebbia le dimensioni sono molto più piccole: fra 5 ɥm (0.005 mm) e (0.025 mm). Questa differenza di dimensioni fa sì che per una comprensione di dettaglio della formazione dell’arco di nebbia sia necessario ricorrere a ai fenomeni della diffrazione e interferenza delle onde luminose. Una spiegazione dettagliata esula dallo scopo di questo blog: gli interessati potranno trovare su Internet adeguate spiegazioni.