Juha Ojanperä:
Kaikki tuntevat sateenkaaren ja moni on tavallisen sateenkaaren rinnalla nähnyt myös sivusateenkaaren, mutta kuinka moni tietääkään, että näiden lisäksi on olemassa myös muita sateenkaaria? Kyseessä ovat niin sanotut korkeamman asteen sateenkaaret, jotka syntyvät valon heijastuessa ja taittuessa vesipisarassa useita kertoja. Näistä korkeamman asteen sateenkaarista on saatu ensihavainnot vuonna 2014, ja tänä vuonnakin on saatu jo muutamia havaintoja.
Taustaa
Tavallinen sateenkaari syntyy valon heijastuessa yhden kerran vesipisaran sisällä, sivusateenkaaren syntymiseen tarvitaan kaksi heijastusta. Eikä valo suinkaan tyydy tähän, sillä se voi heijastua pisaran sisällä myös enemmän kuin kaksi kertaa! Juuri näistä useampikertaisista heijastumisista syntyvät niin sanotut korkeamman asteen sateenkaaret. Valon heijastuessa pisaran sisällä 3 tai 4 kertaa, päätyy valo pisarasta ulos sellaisessa suunnassa, että 3. ja 4. asteen sateenkaaret muodostuat itseasiassa Auringon ympärille! 5. ja 6. asteen sateenkaaret muodostuvat taas Auringon vastapisteen ympärille, sinne missä tavallinen pää- ja sivusateenkaarikin sijaitsevat.
Korkeamman asteen sateenkaaret on nimetty pisaran sisällä tapahtuneiden heijastusten määrän mukaan: 3. sateenkaareen syntymiseen tarvitaan kolme heijastusta, 4. asteen sateenkaari vaatii 4 heijastusta jne. Heijastuksia tapahtuu useampiakin, ja jokaisessa heijastuksessa valon voimakkuus vähenee dramaattisesti. Tämän huomaa jo pelkästään tavallisen sivusateenkaaren tapauksessa, jossa on helppoa huomata sen olevan paljon pääsateekaarta himmeämpi. Tästä on helppo päätellä, että 3. ja 4. asteen sateenkaaret, saati vielä tätä korkeamman asteen sateenkaaret ovat aivan suunnattoman himmeitä. Lisäksi 3. ja 4. asteen kaarten havitsemista vaikeuttaa niiden sijainti Auringon suunnalla ja 5. ja 6. asteen kaaria niiden sijainti pää- ja sivusateenkaarten välittömässä läheisyydessä. Korkeamman asteen sateenkaarten himmeydestä johtuen niiden havaitsemista pidettiinkin lähinnä vain teoreettisenä mahdollisuutena aina vuoteen 2011 asti.
Ensihavainnot maailmalta
Vuonna 2011 saksalainen ilmakehän valoilmiöiden havaitsija ja tutkija Michael Grossmann havaitsi 3. asteen sateenkaaren ensimmäisenä maailmassa 15.5.2011. Grossmannin mukaan 3. asteen kaari ei tullut välittömästi kuvissa esiin, mutta käsittelemällä kuva voimakkaalla epäterävällä maskilla toi 3. asteen kaaren esiin! Grossmann on myös tehnyt useita laboratoriokokeita, joissa hän on saanut aikaiseksi useita moninkertaisen heijastumisen sateenkaaria. Grossmannin ensihavainnon jälkeen tietoisuus ilmiöstä ja sen havaittavuudesta alkoi levitä maailmalla. Pian Grossmannin havainnon jälkeen havaittiin 3. asteen sateenkaaren lisäksi myös ensimmäinen 4. asteen sateenkaari. Ensimmäisen 4. asteen kaaren havaitsi saksalainen Michael Theusner havaitsi 3. ja 4. asteen sateenkaaret Bremerhavenin lähellä, Saksassa 11.6.2011. Theusner sai kaaret esiin pinoamalla useita kuvia päällekkäin ja käyttämällä epäterävää maskia.
Maailman ensimmäinen varma havainto 5. asteen sateenkaaresta saatiin 8.8.2012, jolloin yhdysvaltalainen Harald Edens valokuvasi 5. asteen sateenkaaren New Mexicossa. Edens tosin uskoo havainneensa 5. asteen kaaren jo 28.7.2009, mutta vuoden 2012 havaintoa pidetään ensimmäisenä varmana havaintona. Nyt Edens väittää valokuvanneensa jo 7. asteen sateenkaarenkin!
Havainnot Suomesta
Tietoisuus korkeamman asteen sateenkaarten havaitsemisen ja valokuvaamisen mahdollisuudesta saavutti lopulta myös Suomen vuonna 2014. Tuolloin Taivaanvahti oli jo perustettu ja korkeamman asteen havaitsemiseen ja valokuvaamiseen vaadittavaa osaamista ja tekniikkaa oli jo laajalti olemassa, joten edellytykset tämän harvinaisen ilmiön havaitsemiselle olivat jo olemassa.
16.7.2014
Ensimmäiset suomalaiset havainnot korkeamman asteen sateenkaarista tehtiin 16.7.2014, jolloin Jaakko Kuivanen (Tampere), Mirko Lahtinen (Jämsä) ja Jari Luomanen (Pihtipudas) havaitsivat kaikki toisistaan riippumatta 3. ja 4. asteen sateenkaaret. Kaikki havainnot tapahtuivat eri paikkakunnilla, mutta täsmälleen samaan aikaan, joten kolme em. herraa jakavat Suomen ensihavainnon 3. ja 4. asteen sateenkaarista.
3. ja 4. asteen sateenkaaret Tamperella 16.7.2014. Kuva: Jaakko Kuivanen.
3. ja 4. asteen sateenkaaret Pihtiputaalla 16.7.2014. Kuva: Jari Luomanen.
3. ja 4. asteen sateenkaaret Jämsässä 16.7.2014. Kuva: Mirko Lahtinen.
14.5.2015
14.5.2015 Samuli Ikäheimo Lahdessa havaitsee ja valokuvaa 3. asteen sateenkaaren ja Tero Sipinen havaitsee Kouvolassa 3. ja 4. asteen sateenkaaret.
3. ja 4. asteen sateenkaaret Kouvolassa 14.5.2015. Kuva: Tero Sipinen.
3. asteen sateenkaari Lahdessa 14.5.2015. Kuva: Samuli Ikäheimo.
15.5.2015
15.5.2015 Matti Heliniä onnistaa Huittisissa. Mies saa valokuvattua 3. ja 4. asteen kaaret. Katso kuvat Taivaanvahdista.
23.5.2015
23.5.2015 Jarmo Leskinen Kempeleessä saa valokuvattua 3. ja 4. asteen sateenkaaret.
3. asteen sateenkaari Kempeleessä 23.5.2015. Kuva: Jarmo Leskinen.
3.6.2015
3.6.2015 Sami Leqlerc saa valokuvattua 3. asteen sateenkaaren Polvijärvellä.
3. asteen sateenkaari Polvijärvellä. Kuva: Sami Leclercq.
Tätä kirjoittaessani (27.8.2015) korkeamman asteen sateenkaaria on havaittu Suomessa 5 kertaa. Havaintoja tulee varmasti lisää, nyt kun harrastajat myös Suomessa ovat paremmin tietoisia näiden harvinaisten sateenkaarten olemassaolosta. Lisäksi suomalaiset harrastajat hallitsevat hyvin valokuvaus- ja kuvankäsittelytekniikat, joilla korkeamman asteen sateenkaarten saaminen esiin kuvista on mahdollista. Nämäkin ilmiöt ovat varmasti yleisempiä kuin on osattu kuvitellakaan, kyse on vain siitä, että niitä ei olla aikaisemmin tajuttu etsiä.
Korkeamman asteen sateenkaarten havaitseminen
Korkeamman asteen sateenkaarten havaitseminen ja valokuvaaminen on varsin haastavaa puuhaa, ja se on verrattavissa harvinaisten ja himmeiden halomuotojen havaitsemiseen.
Edellytykset 3. ja 4. asteen sateenkaarten havaitsemiselle
3. ja 4. asteen sateenkaaret sijaitsevat Auringon suunnassa. 3. asteen kaaren säde on 42,5 astetta ja 4. asteen kaarella 51 astetta. Molemmat kaaret ovat hyvin himmeitä, leveitä ja diffuuseja. Nämä korkeamman asteen sateenkaaret tulevat parhaiten esiin silloin, kun pää- ja sivusateenkaari ovat hyvin kehittyneet ja erittäin kirkkaat. 3. ja 4. asteen kaarten näkymistä auttaa, jos oikealla suunnalla taivasta on tumma pilviseinämä, jota vasten nämä himmeät kaaret näkyvät hyvin. Lisäksi Auringon ja havaitsijan välissä tulisi olla rankkaa, suuripisaraista sadetta.
Edellytykset 5. ja 6. asteen sateenkaarten havaitsemiselle
5. ja 6. asteen sateenkaaret sijaitsevat molemmat Auringon vastapisteen ympärillä samoilla seuduilla, missä pää- ja sivusateenkaarikin ovat. 5. asteen kaari sijaitsee pää- ja sivusateenkaarten välisessä Aleksanterin tummassa vyöhykkeessä. 6. asteen kaari jää käytännössä kokonaan pääsateenkaaren alle, joten sen havaitseminen on mahdotonta.
Kaikkien korkeamman asteen kaarten havaitsemisen edellytyksenä on myös oikea valokuvaus- ja kuvankäsittelytekniikka. Ensinnäkin kuvat pitää ottaa raw -formaatissa, ja kuvia kannattaa ottaa useita, mikä mahdollistaa kuvien pinoamisen. Pinoaminen parantaa kuvien signaali-kohinasuhdetta ja auttaa tuomaan himmeät kaaret paremmin esiin. Lisäksi kuvia kannattaa käsitellä epäterävällä maskilla, mikä tuo himmeät, korkeamman asteen kaaret parhaiten esiin. Lisäksi myös halokuvienkin yhteydessä käytettyä B-R -tekniikkaa voinee käyttää myös korkeamman asteen kaarten metsästyksessä. Pää- ja sivusateenkaarten suunnasta tuleva valo on polarisoitunutta, joten polarisaatiosuotimesta on apua 5. asteen kaaren metsästyksessä.
Korkeamman asteen sateenkaaret ovat haastavia ja vaativia havaintokohteita, mutta juuri siinä niiden metsästämisen viehätys piileekin! Onnistutko sinä nappaamaan seuraavan suomalaisen havainnon korkeamman asteen sateenkaaresta? Ei muuta kuin onnea yritykseen!
Linkit
- 3. ja 4. asteen kaarten esittely Atoptics -sivustolla
- 5. ja 6. asteen kaarten esittely Atoptics -sivustolla
- Michael Grossmannin ensihavainto 3. asteen sateenkaaresta
- Michael Theusnerin ensihavainto 4. asteen sateenkaaresta
- Harald Edenin ensihavainto 5. asteen sateenkaaresta
- Harald Edenin artikkeli, jossa hän väittää havainneensa 7. asteen sateenkaaren
Valokuvahavaintoja edeltävällä ajalta tunnetaan jotain visuaaliraportteja. Näiden luotettavuudesta voidaan toki kiistellä, mutta uskoisin, että 3. kertaluku voisi äärimmäisessä olosuhteissa olla mahdollinenkin. Päivän selvää kuitenkin on, että nykykamerat ja kuvaustekniikat ovat tuoneet korkeammat kertaluvut ulottuvillemme.