Compare spesso quando una pioggia sta terminando, il Sole torna a illuminare il paesaggio e una parte del cielo è ancora occupata dalle gocce d’acqua. In pochi istanti, davanti all’osservatore, può apparire un grande arco colorato che sembra unire due punti lontani dell’orizzonte.

È l’arcobaleno, uno dei fenomeni atmosferici più conosciuti e affascinanti. La sua formazione, però, non dipende soltanto dalla presenza contemporanea di Sole e pioggia: servono una precisa disposizione tra la luce, le gocce d’acqua e la persona che osserva.

L’arcobaleno nasce infatti dall’interazione tra la luce solare e migliaia di gocce sospese nell’atmosfera. All’interno di ogni goccia la luce viene deviata, separata nei diversi colori, riflessa e infine rimandata verso i nostri occhi.^[1]

L’arcobaleno non è un oggetto fermo in un punto del paesaggio: è un fenomeno ottico che esiste in relazione alla posizione del Sole, delle gocce d’acqua e dell’osservatore.

Quali condizioni servono per vedere un arcobaleno?

Per osservare un arcobaleno devono verificarsi contemporaneamente alcune condizioni fondamentali:

• il Sole deve essere visibile e trovarsi alle spalle dell’osservatore;
• davanti all’osservatore devono esserci gocce d’acqua illuminate dalla luce solare;
• la luce deve raggiungere le gocce con un’angolazione favorevole;
• una parte del cielo opposta al Sole deve essere abbastanza libera da consentire di distinguere i colori.

Per questo motivo l’arcobaleno viene frequentemente osservato durante o subito dopo un rovescio, quando la pioggia continua a cadere in una zona del cielo mentre, dalla direzione opposta, il Sole riesce a filtrare tra le nubi.

Non è però necessario che abbia appena piovuto sul punto esatto in cui si trova l’osservatore. Le gocce possono trovarsi anche a una certa distanza, all’interno di una cortina di pioggia illuminata dal Sole.

Un arcobaleno può inoltre formarsi in presenza di nebbia, spruzzi, fontane, cascate o acqua nebulizzata. Ciò che conta non è l’origine delle gocce, ma la loro presenza nella direzione corretta rispetto alla luce e all’osservatore.

Cosa accade alla luce dentro una goccia?

La formazione dell’arcobaleno può essere descritta attraverso tre processi principali:

• rifrazione;
• dispersione;
• riflessione interna.

La prima rifrazione

La luce solare viaggia nell’aria e incontra la superficie di una goccia d’acqua. Quando passa dall’aria all’acqua cambia velocità e direzione. Questa deviazione prende il nome di rifrazione.

La luce non entra quindi nella goccia seguendo perfettamente la stessa traiettoria che aveva nell’aria: viene piegata.

La dispersione dei colori

Quella che percepiamo come luce bianca è composta da un insieme continuo di lunghezze d’onda visibili, alle quali il nostro cervello associa colori differenti.

Quando la luce entra nell’acqua, le diverse lunghezze d’onda non vengono deviate tutte nello stesso modo. Il rosso viene piegato meno, mentre il violetto viene deviato maggiormente. La luce bianca comincia così a separarsi nei suoi colori: questo processo viene chiamato dispersione.^[2]

La riflessione all’interno della goccia

Dopo essere entrata nella goccia, una parte della luce raggiunge la superficie interna opposta e viene riflessa. La luce cambia quindi direzione e torna verso la parte anteriore della goccia.

La seconda rifrazione

Quando esce dall’acqua e torna nell’aria, la luce viene rifratta una seconda volta. I colori, ormai separati, lasciano la goccia seguendo angoli leggermente differenti.

Solo una parte di questa luce raggiunge gli occhi dell’osservatore. Le gocce disposte nell’angolazione adatta inviano verso di noi il rosso, l’arancione, il giallo, il verde, il blu e il violetto, insieme a tutte le sfumature intermedie.

Una sola goccia non crea l’intero arcobaleno

Quando guardiamo un arcobaleno, potremmo immaginare che ogni goccia mostri contemporaneamente tutte le bande colorate che vediamo nel cielo. In realtà, ogni goccia invia verso l’osservatore soltanto una parte della luce nella direzione corretta.

Il rosso che vediamo nella parte esterna dell’arco proviene da un gruppo di gocce collocato con una determinata angolazione. Il violetto della parte interna proviene invece da altre gocce, leggermente più vicine alla direzione centrale dell’arcobaleno.

L’immagine completa nasce quindi dall’insieme di una quantità enorme di gocce, ciascuna delle quali contribuisce con la luce che riesce a inviare verso gli occhi dell’osservatore.

Se ci spostiamo, cambiano anche le gocce che si trovano nella posizione geometrica corretta. L’arcobaleno sembra rimanere nel cielo, ma la luce che vediamo proviene da gocce differenti.

Perché ha la forma di un arco?

L’arcobaleno primario viene osservato intorno a un punto immaginario situato esattamente nella direzione opposta al Sole. Questo punto prende il nome di punto antisolare.

La luce rossa dell’arcobaleno primario raggiunge l’osservatore con un angolo di circa 42 gradi rispetto alla direzione antisolare. Gli altri colori vengono osservati con angoli leggermente inferiori.^[1]

Tutte le gocce che si trovano alla corretta distanza angolare dal punto antisolare formano geometricamente una circonferenza. Per questo motivo un arcobaleno completo non è realmente un arco, ma un cerchio.

Dal terreno ne vediamo normalmente soltanto la parte superiore, perché l’orizzonte e la superficie terrestre nascondono il resto. Da un aereo, da una montagna o da un punto abbastanza elevato, quando le gocce si trovano anche al di sotto dell’osservatore, può diventare visibile una porzione molto più ampia o perfino l’intero cerchio.^[3]

Perché il rosso è all’esterno e il violetto all’interno?

I colori non vengono deviati tutti allo stesso modo quando attraversano l’acqua.

Nel normale arcobaleno primario:

• il rosso, deviato meno, compare sul bordo esterno e più alto;
• l’arancione e il giallo seguono verso l’interno;
• il verde occupa una posizione intermedia;
• il blu e il violetto, deviati maggiormente, appaiono nella parte interna e più bassa.

È comune parlare di sette colori: rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto. In realtà l’arcobaleno non è composto da sette fasce perfettamente separate. Presenta uno spettro continuo nel quale un colore passa gradualmente nel successivo.^[3]

La suddivisione in sette colori è utile per descriverlo e ricordarne la sequenza, ma non rappresenta un confine fisico netto tra una banda e l’altra.

Perché l’arcobaleno si vede meglio quando il Sole è basso?

L’altezza del Sole determina quanto dell’arcobaleno emerge sopra l’orizzonte.

Quando il Sole è basso, il punto antisolare si trova più in alto rispetto alla linea dell’orizzonte opposta e l’arco può apparire ampio e spettacolare. Per questo gli arcobaleni più grandi vengono osservati spesso nelle ore del mattino o nel tardo pomeriggio.

Quando il Sole sale, il centro geometrico dell’arcobaleno si abbassa. L’arco visibile diventa progressivamente più piccolo, fino a scendere quasi completamente sotto l’orizzonte.

In pratica:

• con il Sole basso alle spalle, l’arco può essere alto e molto evidente;
• con il Sole a media altezza, l’arcobaleno appare più basso;
• quando il Sole è troppo alto, il normale arcobaleno prodotto dalla pioggia può trovarsi sotto l’orizzonte e non essere visibile dal terreno.

Dove bisogna guardare?

La regola più semplice è questa: il Sole deve trovarsi dietro di noi e la pioggia davanti.

Se il Sole sta tramontando verso ovest, l’arcobaleno comparirà nel settore orientale del cielo. Se invece il Sole è basso a est durante il mattino, bisognerà guardare verso ovest.

La direzione precisa dipende dalla posizione del Sole in quel momento. Il punto centrale dell’arco si trova sempre sul lato opposto rispetto alla sorgente luminosa.

Se si vede una cortina di pioggia illuminata dal Sole mentre il cielo alle proprie spalle è più aperto, vale quindi la pena voltarsi verso la pioggia e cercare l’arco nella direzione opposta al Sole.

Perché il cielo dentro l’arcobaleno sembra più chiaro?

Osservando attentamente un arcobaleno intenso, si può notare che la parte di cielo racchiusa dall’arco appare spesso più luminosa rispetto a quella esterna.

Questo accade perché molte gocce inviano luce verso l’osservatore anche all’interno dell’angolo principale dell’arcobaleno. La luce non forma soltanto le bande colorate, ma contribuisce anche ad aumentare la luminosità della regione interna.

Il contrasto è ancora più evidente quando compare un secondo arcobaleno, perché tra i due archi può formarsi una fascia relativamente più scura.

Come nasce il doppio arcobaleno?

In alcune condizioni, al di sopra dell’arcobaleno principale appare un secondo arco più largo e meno luminoso.

L’arcobaleno primario viene prodotto da una sola riflessione della luce all’interno delle gocce. Il secondo arcobaleno nasce invece quando la luce viene riflessa due volte prima di uscire.

La riflessione aggiuntiva provoca una maggiore perdita di luce, rendendo l’arco secondario più debole. Cambia inoltre l’angolo con cui i colori raggiungono l’osservatore: il rosso dell’arco secondario viene visto intorno ai 50 gradi, rispetto ai circa 42 gradi dell’arco principale.^[1]

Nel secondo arcobaleno l’ordine dei colori è invertito:

• il violetto si trova sul bordo esterno;
• il rosso si trova sul bordo interno.

Tra l’arco primario e quello secondario può comparire una zona più scura chiamata banda di Alessandro. In quella regione una quantità minore di luce viene diretta verso l’osservatore, creando un contrasto visibile con le zone circostanti.^[3]

Ogni persona vede lo stesso arcobaleno?

Due persone vicine possono descrivere lo stesso fenomeno e osservare un arco apparentemente identico, ma dal punto di vista fisico non ricevono la luce dalle stesse gocce.

L’arcobaleno dipende dalla linea che unisce:

• il Sole;
• l’osservatore;
• il punto antisolare;
• le gocce che si trovano alla giusta angolazione.

Spostandosi anche di pochi metri, cambia leggermente la geometria e cambiano le gocce che inviano la luce verso gli occhi. Ogni osservatore vede quindi, in senso rigoroso, il proprio arcobaleno.

È anche per questo motivo che non è possibile raggiungere il punto in cui l’arcobaleno sembra toccare il terreno. Avvicinandosi, la posizione apparente si sposta insieme all’osservatore.

L’arcobaleno compare davvero soltanto dopo la pioggia?

No. L’espressione “dopo la pioggia” descrive una situazione molto comune, ma non è una regola assoluta.

L’arcobaleno può comparire:

• mentre sta ancora piovendo;
• davanti a un rovescio lontano;
• nella nebbia o nella foschia;
• vicino agli spruzzi di una cascata;
• nell’acqua nebulizzata da una fontana;
• durante l’irrigazione di un terreno;
• attraverso piccole gocce prodotte artificialmente.

È sufficiente che ci siano gocce illuminate e che la posizione dell’osservatore sia corretta.

L’arcobaleno e le previsioni meteorologiche

La presenza di un arcobaleno non permette, da sola, di stabilire con certezza come evolverà il tempo nelle ore successive.

Indica però una situazione atmosferica precisa: in una direzione sono presenti gocce d’acqua o una precipitazione, mentre dalla direzione opposta arriva luce solare diretta.

Questa configurazione è frequente durante condizioni variabili, con rovesci alternati a schiarite, passaggi frontali o temporali in allontanamento.

Per capire se il tempo sta realmente migliorando bisogna osservare anche:

• la direzione di movimento delle nubi;
• l’avanzamento o l’allontanamento delle precipitazioni;
• la pressione atmosferica;
• la direzione e l’intensità del vento;
• le immagini radar e satellitari;
• l’evoluzione prevista dai modelli meteorologici.

Un arcobaleno può quindi accompagnare la fine di un rovescio, ma può apparire anche mentre altri nuclei di pioggia si stanno avvicinando.

Quando è più facile osservarlo a Gesualdo?

A Gesualdo gli arcobaleni possono comparire durante tutto l’anno, ma risultano particolarmente favoriti dalle giornate caratterizzate da alternanza tra rovesci e schiarite.

Il territorio collinare dell’Irpinia offre diversi punti con una visuale ampia verso le campagne, i rilievi e le cortine di pioggia lontane. Questo può rendere più facile distinguere l’arco rispetto a quanto accade in una zona urbana completamente chiusa dagli edifici.

Le condizioni più favorevoli si verificano spesso quando:

• un rovescio sta attraversando o lasciando il territorio;
• il cielo si apre rapidamente dalla parte opposta;
• il Sole è relativamente basso;
• la cortina di precipitazione rimane illuminata;
• l’orizzonte nella direzione dell’arcobaleno è abbastanza libero.

Nel tardo pomeriggio

Se il Sole torna a comparire verso ovest mentre una precipitazione interessa ancora il settore orientale, bisogna guardare verso est. In queste situazioni l’arcobaleno può stagliarsi sopra le colline e le campagne dell’Irpinia.

Al mattino

Con il Sole basso a est e una fascia di pioggia verso ovest, l’arco può comparire nel settore occidentale del cielo.

Durante i temporali estivi

I temporali estivi possono produrre cortine di pioggia molto localizzate. Può quindi accadere che a Gesualdo il Sole sia già tornato visibile mentre pochi chilometri più lontano continua a piovere.

Questa separazione tra schiarita e precipitazione crea spesso una buona configurazione per osservare un arcobaleno, soprattutto quando il temporale si verifica nel tardo pomeriggio e la luce arriva con una bassa inclinazione.

La presenza dell’Appennino e dei rilievi irpini può però limitare la visuale in alcune direzioni. Un orizzonte coperto da colline, edifici o nubi basse può nascondere la parte inferiore dell’arco.

Arcobaleno, nebbia e luce lunare

Non tutti gli archi prodotti dalle gocce d’acqua hanno l’aspetto intenso del normale arcobaleno solare.

L’arcobaleno di nebbia

Quando la luce attraversa le minuscole gocce della nebbia può formarsi un fogbow, spesso chiamato arcobaleno bianco.

Le gocce molto piccole rendono i colori meno separati e più sfumati. L’arco appare quindi largo, pallido e quasi completamente bianco.^[3]

L’arcobaleno lunare

Anche la luce della Luna può produrre un arcobaleno. Il fenomeno è chiamato moonbow o arcobaleno lunare.

È molto più raro e debole perché la luce riflessa dalla Luna è meno intensa rispetto a quella diretta del Sole. A occhio nudo può apparire quasi bianco, mentre una fotografia con una lunga esposizione può mostrare colori più evidenti.

Servono generalmente una Luna molto luminosa e bassa sull’orizzonte, un cielo abbastanza scuro e gocce d’acqua nella direzione opposta.^[3]

Le “nuvole arcobaleno” sono veri arcobaleni?

Talvolta le nubi mostrano piccole chiazze colorate, con tonalità verdi, rosa, azzurre e gialle. Questo fenomeno viene spesso chiamato “nuvola arcobaleno”, ma non è un normale arcobaleno.

Si tratta generalmente di iridescenza delle nubi, causata dalla diffrazione e dall’interferenza della luce su goccioline o piccoli cristalli di dimensioni abbastanza uniformi.

L’iridescenza compare spesso vicino al Sole e produce colori disposti in modo irregolare, mentre l’arcobaleno classico si trova dalla parte opposta del cielo e forma un arco organizzato intorno al punto antisolare.^[4]

Perché alcuni arcobaleni sono intensi e altri quasi invisibili?

La luminosità e la definizione dell’arco dipendono da diversi elementi:

• intensità della luce solare;
• quantità di gocce illuminate;
• dimensione e distribuzione delle gocce;
• spessore della cortina di pioggia;
• presenza di nubi scure sullo sfondo;
• altezza del Sole;
• posizione dell’osservatore.

Un cielo scuro dietro la pioggia può aumentare notevolmente il contrasto, facendo risaltare i colori. Al contrario, un cielo molto chiaro o uniformemente nuvoloso può rendere l’arco più difficile da distinguere.

Un arcobaleno può anche comparire soltanto per pochi secondi: basta che il Sole venga coperto da una nube, che la pioggia si sposti o che cambi l’angolazione della luce per farlo svanire.

Un fenomeno atmosferico e personale

L’arcobaleno nasce da leggi fisiche precise, ma la sua comparsa rimane strettamente legata alla prospettiva di chi osserva.

Non si trova realmente sopra una determinata collina e non termina in un punto preciso del terreno. Non può essere raggiunto e non rimane fermo mentre ci spostiamo.

È un’immagine prodotta dalla luce che attraversa un insieme continuamente variabile di gocce d’acqua e raggiunge i nostri occhi con la giusta angolazione.

La pioggia fornisce le gocce, il Sole fornisce la luce e l’osservatore completa la geometria del fenomeno.

Ogni arcobaleno è il risultato di un incontro momentaneo tra luce, acqua e punto di osservazione. È visibile a molti, ma la luce che lo forma è diversa per ciascuno di noi.

Un ponte di colori sopra il territorio

Dopo un temporale o un breve rovescio, quando il Sole torna a illuminare le campagne di Gesualdo mentre la pioggia si allontana, l’arcobaleno rende visibile qualcosa che normalmente non possiamo osservare: la composizione della luce solare.

Ogni goccia si comporta come un minuscolo elemento ottico, deviando e separando la luce prima di rimandarla verso l’osservatore.

Quello che appare come un semplice arco colorato racchiude quindi rifrazione, dispersione, riflessione, geometria e meteorologia.

La prossima volta che un rovescio lascerà spazio a una schiarita, basterà ricordare una regola semplice: mettere il Sole alle proprie spalle e cercare la pioggia davanti. Se luce, gocce e posizione saranno allineate, nel cielo potrebbe comparire uno degli spettacoli più belli dell’atmosfera.

---

Fonti e approfondimenti

1. NOAA NESDIS – What Causes a Rainbow?
   Spiegazione ufficiale della formazione dell’arcobaleno, della rifrazione nella goccia, dell’ordine dei colori e del doppio arcobaleno.
   Consulta la fonte NOAA

2. NOAA NESDIS – Why Is the Sky Blue?
   Approfondimento sulla composizione della luce solare, sulle lunghezze d’onda visibili e sulla separazione dei colori attraverso le gocce d’acqua.
   Consulta la fonte NOAA

3. Met Office – Rainbows: Optical Wonders
   Approfondimento sulla formazione, sui colori, sugli arcobaleni doppi, sulla banda di Alessandro, sui fogbow, sui moonbow e sugli arcobaleni circolari.
   Consulta la fonte Met Office

4. NOAA NESDIS – What Are Rainbow Clouds?
   Spiegazione della differenza tra un vero arcobaleno e l’iridescenza prodotta da piccole gocce o cristalli nelle nubi.
   Consulta la fonte NOAA

5. NOAA NESDIS – Rainbow Simulator
   Simulatore interattivo che mostra come la posizione del Sole, dell’osservatore e delle gocce influenzi la forma e la visibilità dell’arcobaleno.
   Apri il simulatore NOAA