In pochi sanno che "l'arcobaleno non ha una forma ad arco, ma è un cerchio completo. Inoltre si muove con noi che lo osserviamo". Tutti i segreti all'origine di uno dei fenomeni atmosferici più affascinanti

Il temporale è un fenomeno che riesce sempre ad affascinare, per quanto talvolta potenzialmente dannoso, anche per gli effetti atmosferici che può generare. Il più celebre e apprezzato tra questi è senz’altro l’arcobaleno: in questi giorni di maltempo, infatti, in particolare la sera di lunedì 11 maggio, le piattaforme social si sono affollate di questi spettacoli meteorologici dei colori dell’iride, riuscendo quasi a far dimenticare i danni del vento e della grandine.

Negli ultimi giorni, nel nord-est della Penisola, si sono verificati diversi temporali intensi che, in alcune aree, hanno provocato anche danni significativi. All’interno di questi fenomeni si sono sviluppate forti correnti discendenti chiamate "downburst", il fenomeno che in alcune zone del bresciano e del veronese ha causato difficoltà e danneggiamenti anche ingenti.

"Si tratta di masse di aria fredda che precipitano rapidamente dalle quote elevate del temporale verso il suolo. Quando l’aria impatta il terreno si espande orizzontalmente generando raffiche molto intense. Una volta raggiunto il terreno, l’aria si espande radialmente all’esterno del temporale e viene percepita come un vento fortissimo orizzontale".

A spiegarcelo è stato Paolo Frontero, meteorologo e climatologo. Laureato in Fisica dell’atmosfera e Meteorologia all’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, oggi membro dell’Associazione Professionisti Meteo (Ampro) e dell’Associazione Italiana di Scienze dell’Atmosfera e Meteorologia (Aisam), ed editor per "Meteo in Veneto" e autore di oltre 100 pubblicazioni scientifiche e divulgative.

Anche l’attenzione dell’esperto, a discapito dei violenti temporali, è rimasta però conquistata dallo spettacolare fenomeno che li ha seguiti, monopolizzando l’attenzione degli abitanti padani: l’arcobaleno. Questa volta, da molte zone della pianura, ha mostrato il suo arco in maniera particolarmente definita, e addirittura doppia: uno spettacolo raro e meraviglioso, che invitava anche i meno "social" a scattare una fotografia.

L’arcobaleno - spiega il meteorologo - è una manifestazione ottica legata alla presenza delle precipitazioni. Ma non si vede ovunque allo stesso modo: per poterlo osservare serve la coincidenza di diverse condizioni precise.

"È necessario infatti avere il sole alle spalle e davanti a sé goccioline d’acqua sospese o in caduta. La luce solare colpisce queste piccole gocce - generalmente di dimensioni comprese tra circa 0,1 e 2 millimetri - e subisce una serie di fenomeni ottici. Perché il fenomeno sia visibile, però, deve esistere un preciso angolo geometrico - compreso tra circa 40 e 42 gradi - tra l’osservatore, i raggi solari e le goccioline d’acqua".

Rimarranno dunque delusi coloro che già pensavano di inseguire la "fine" dell’arcobaleno, come suggerito dalla celebre leggenda irlandese secondo cui vi sarebbe una pentola d’oro nascosta alla fine dell’arco e custodita da un folletto. Purtroppo, si tratta soltanto di una fiaba: non vi è nessuna fine all’arcobaleno, il fenomeno cambia continuamente posizione in base al punto di osservazione.

Tuttavia, questa consapevolezza non basta a svilire la magia di vedere gli splendidi colori dell’iride che disegnano un arco nel cielo. Ma da dove nascono queste fasce di colore così precise?

Anche qui, esiste una risposta scientifica, ma necessita di una premessa: "La luce bianca del Sole è composta da diversi colori fondamentali: violetto, blu, azzurro, verde, giallo, arancione e rosso. Il principio è lo stesso che si osserva quando un prisma di cristallo scompone la luce bianca nei vari colori dello spettro visibile. Lo spettro elettromagnetico comprende infatti anche raggi gamma, raggi X, ultravioletto, infrarosso, microonde e onde radio; la luce visibile occupa soltanto una piccola fascia intermedia tra ultravioletto e infrarosso".

Nel caso dell’arcobaleno, le goccioline d’acqua nel cielo funzionano proprio come un prisma. "Quando la luce entra nella gocciolina avviene dapprima la rifrazione: la luce bianca viene scomposta nei diversi colori. Successivamente i raggi riflessi all’interno della goccia rimbalzano sulla parete opposta della gocciolina e vengono riflessi verso l’esterno. I due fenomeni fondamentali sono quindi rifrazione e riflessione".

Pur scientificamente spiegato, il fenomeno non è meno degno della nostra curiosità. Una cosa che molti non sanno, per esempio, è che l’arcobaleno non è a forma di arco ma è un cerchio completo. Dal suolo, naturalmente, ne vediamo soltanto una parte, perché l’orizzonte ne nasconde la metà inferiore. Se però avessimo occasione di vederlo dal finestrino di un aereo, invece, potremmo riuscire a coglierne per intero - o quasi - la forma circolare.

Insomma, le condizioni perché ai nostri occhi spunti un "vero" arcobaleno come quello di qualche giorno fa sono moltissime, per esempio la dimensione delle gocce: se sono troppo grandi l’effetto ottico si riduce.

Ma soprattutto, quello che vediamo noi e quello che vedono gli altri in posti diversi, non è mai lo stesso arcobaleno; ognuno ne ha – per così dire – uno proprio. "Dipende tutto dalla posizione dell’osservatore rispetto al Sole: due persone poste in luoghi differenti non vedono esattamente lo stesso arcobaleno, perché il fenomeno si costruisce geometricamente attorno alla linea visiva di ciascun osservatore".

Talvolta, come in questo caso, compare persino un arcobaleno secondario, un anello concentrico più largo rispetto a quello principale. Anche qui, ci viene in aiuto Paolo Frontero.

"Questo effetto si forma quando, all’interno della gocciolina, avviene una seconda riflessione della luce. Poiché parte dell’energia luminosa viene dispersa, il secondo arcobaleno appare meno luminoso del primo. Inoltre i colori risultano invertiti: nell’arcobaleno principale il rosso si trova nella parte superiore e il violetto in quella inferiore; in quello secondario accade il contrario".

La diversa posizione dei colori dipende dal fatto che le varie lunghezze d’onda della luce vengono rifratte in modo differente. La luce blu e violetto subisce una deviazione maggiore rispetto alla luce rossa, il che spiega la disposizione ribaltata dei colori all’interno degli archi.

L’arcobaleno è quindi un fenomeno straordinario, risultato combinato di rifrazione e riflessione all’interno di milioni di minuscole goccioline d’acqua, che agiscono come piccoli prismi naturali. Fenomeni simili possono verificarsi anche nelle nubi alte, quando minuscole goccioline o cristalli di ghiaccio producono effetti iridescenti.

Come si avrà avuto modo di notare, gli arcobaleni avvengono più frequentemente in primavera-estate, soprattutto a seguito di brevi temporali. "In questi casi, infatti, le precipitazioni temporalesche sono localizzate, e dunque si spostano da un punto all’altro con relativa velocità, permettendo così più facilmente di avere contemporaneamente pioggia davanti all’osservatore e Sole alle spalle. In inverno, invece, le nubi sono generalmente più stratificate e diffuse, rendendo più difficile la presenza simultanea di queste condizioni. Inoltre, durante la stagione calda, il Sole è più alto sull’orizzonte e la luce è più intensa, favorendo la visibilità dei colori".

Per concludere, un’osservazione sulla qualità dell’aria: la nitidezza dell’arcobaleno, infatti, dipende anche dalla pulizia dell’atmosfera. "Dopo il passaggio di un temporale l’aria viene spesso ‘ripulita’ dalle polveri e dagli aerosol, migliorando la visibilità. In queste condizioni i colori dell’arcobaleno risultano più intensi e definiti. Al contrario, in presenza di foschia o aria molto carica di particelle, il fenomeno appare meno evidente. Un esempio frequente si osserva sul lago di Garda durante l’estate: la foschia può nascondere persino l’arrivo di un temporale, riducendo sia la visibilità del fenomeno sia la percezione del pericolo da parte delle imbarcazioni presenti sul lago".

Foto in apertura: Pietro Lacasella