Những cầu vòng thông thường nhất được hình thành khi ánh sáng Mặt trời chiếu qua các hạt mưa. Các giọt mưa này có tác dụng giống như lăng kính và tán xạ ánh sáng Mặt trời thành quang phổ màu sắc quen thuộc: đỏ, cam, vàng, xanh lục, xanh lam, chàm, tím.

Cầu vồng có hình tròn do có liên quan đến đặc tính hình học khi nhìn chúng. Bạn thấy một cái cầu vồng khi Mặt trời ở phía sau lưng bạn và các hạt mưa thì ở trong các đám mây phía trước mặt bạn. Các tia sáng đi qua trên đầu bạn từ phía sau, chiếu vào các hạt mưa, bị tán xạ thành màu sắc, phản xạ ra phía sau các hạt mưa rồi đi vào mắt bạn.

Mắt phải tiếp nhận các tia sáng chiếu tới từ hạt mưa theo một góc cụ thể để có thể nhận được màu sắc. Một cầu vồng nhìn được chỉ được hình thành nếu các hạt mưa nằm đúng vị trí, nhờ đó sẽ có một góc nhất định giữa Mặt trời, giọt mưa và mắt bạn. Các góc này phải là góc cố định và các đặc tính hình học giữ cho góc này không đổi có liên quan tới một đường tròn.

Bạn chỉ có thể nhìn thấy một phần của đường tròn này nằm phía trên của đường chân trời. Nếu bạn tưởng tượng phần còn lại của đường tròn nằm ở đâu, bạn sẽ thấy là bạn có thể vẽ một đường thẳng từ Mặt trời xuyên qua đầu bạn đến điểm giữa của hình tròn, mà một phần của nó chính là cầu vồng.

Điều này nghe có vẻ thi vị, nhưng về mặt khoa học, không có hai người nào nhìn thấy cùng một cầu vồng. Nếu ba người cùng nhìn vào cầu vồng, mỗi người đều ở một góc đúng để nhìn thấy cầu vồng đó. Đôi khi người ta còn nhìn thấy một cầu vồng thứ hai bên ngoài cầu vồng thứ nhất, một vòng tròn lớn hơn. Màu sắc ở cầu vồng thứ hai này sắp xếp ngược lại, rất mờ ảo một cách khá đặc trưng.

Điều này xảy ra chính là ánh sáng đi cùng theo một con đường, nhưng tia sáng được phản xạ lại hai lần trong giọt mưa. Hai lần phản xạ đem lại hai hiệu quả: trật tự màu sắc bị lật ngược và trong mỗi lần phản xạ ánh sáng bị yếu đi, phân tán ra khỏi hạt mưa, làm cho cầu vồng thứ hai mờ ảo và ít khi được nhìn thấy.

Để tự kiểm chứng, vào lúc thời tiết ấm, bạn có thể tự tạo ra một cầu vồng bằng ống tưới nước để sao cho nước phun ra thật đẹp và Mặt trời nằm đúng ở phía sau lưng bạn.

Learn more »

Chính độ dày hay chiều cao của đám mây là nguyên nhân khiến cho mây có màu xám. Khi mây mỏng, chúng sẽ để cho phần lớn ánh sáng xuyên qua và có màu trắng. Nhưng cũng như những vật thể truyền ánh sáng khác, mây sẽ tuân theo quy luật càng dày càng ít ánh sáng có thể xuyên qua.

Trước hết chúng ta cần tìm hiểu qua về bản chất của mây. Mây là tập hợp của rất nhiều hạt nước hoặc tinh thể đá nhỏ li ti, được tạo thành khi hơi nước ngưng tụ lại trong những túi không khí đang bốc lên. Trong điều kiện thời tiết bình thường, không khí tiếp tục được đẩy lên khiến cho đám mây được bồi đắp thêm.

Những hạt nước và tinh thể đá nhỏ xíu này có kích cỡ nhỏ vừa đủ để có thể phân tán tất cả các màu sắc của ánh sáng. Khi ánh sáng được hợp thành từ tất cả các màu, nó sẽ được mắt chúng ta cảm nhận là màu trắng.

Khi mây mỏng, chúng sẽ để cho phần lớn ánh sáng xuyên qua và lúc đó mây có màu trắng. Khi độ dày của đám mây tăng lên, phần đáy của đám mây sẽ có màu tối hơn do ít ánh sáng xuyên qua, nhưng vẫn có thể phân tán được tất cả các màu. Bằng mắt thường chúng ta sẽ nhìn thấy đám mây có màu xám và nếu để ý ta sẽ thấy phần đáy phẳng của đám mây luôn có màu sẫm hơn so với mặt bên.

Learn more »

Vào cuối mùa Đông và trong mùa hè, khi nhiệt độ không khí lên cao, những cơn mưa thường quăng xuống mặt đất vô số hạt băng hình cầu, hình côn và các hình dạng khác. Người ta gọi chúng là mưa “đá”. Trong khi mùa Đông, kể cả những hôm giá rét nhất cũng không bao giờ có mưa đá. Tại sao lại “ngược đời” thế nhỉ?

Muốn hiểu rõ vấn đề này, trước tiên cần tìm hiểu mưa đá được hình thành như thế nào.

Mưa đá và mưa rào vốn là anh em với nhau, đều do vũ tích sinh ra. Chỉ khác nhau ở chỗ mưa đã hình thành trong điều kiện các dòng không khí lên xuống (đối lưu) rất mãnh liệt. Mà điều kiện này chỉ có được vào mùa nóng, chứ rất ít khi xuất hiện trong mùa lạnh.

Vào mùa nóng ẩm, nắng gay gắt, hàm lượng hơi nước trong không khí rất cao. Khí quyển ở tầng thấp nhận được nhiều nhiệt năng sẽ nóng lên, hình thành cột không khí dưới nóng trên lạnh, rất không ổn định. Lúc này hiện tượng đối lưu mãnh liệt phát sinh, tạo ra những đám mây vũ tích có khả năng gây mưa đá.

Đồng thời dòng khí đi lên trong đám mây cũng rất mạnh, đủ để nâng đỡ những hạt băng lớn hình thành và lớn dần lên trong mây, khiến chúng tiếp tục kết hợp với bông tuyết hay giọt nước nhỏ trên đường đi, cuối cùng trở thành cục băng có cấu tạo nhiều lớp trong và đục xen kẽ nhau. Khi cục băng lớn tới một mức độ mà dòng khí đi lên không còn đủ sức nâng đỡ nữa thì sẽ rơi xuống đất, gây ra trận mưa đá.

Mùa Đông, đối lưu yếu không tạo băng

Sang Đông, do ánh nắng Mặt trời chiếu xiên xuống mặt đất nên nhiệt lượng thu được ở đây rất yếu, không gây ra sự đối lưu mạnh mẽ. Trong khi đó không khí lại khô hanh, nên dù có đối lưu chăng nữa cũng không dễ dàng tạo ra những đám mây có vũ tích lớn. Thậm chí nếu mây vũ tích được tạo ra, nhưng dòng đối lưu đi lên trong nó không đủ mạnh cũng không duy trì được quan trọng hình thành và lớn lên của hạt băng, vì thế mùa giá lạnh không có mưa đá.

Có người sẽ hỏi: “Điều kiện hình thành hạt băng đòi hỏi nhiệt độ rất thấp, trong khi mùa hè lại rất nóng, làm sao có băng được?”

Vấn đề là trong mùa hè nóng nực, nhiệt độ ở dưới đất có thể lên tới 30 độ C, nhưng không khí càng lên cao lại càng lạnh dần đi. Nếu ở dưới đáy đám mây, nhiệt độ còn 20 độ C thì ở trong đám mây, chỗ có độ cao 4 km, nhiệt độ đã xuống dưới 0 độ C. Một đám mây mưa đá có thể vươn tới độ cao trên 10 km. Vì vậy, trên không trung có những vùng nhiệt độ xuống thấp hơn điểm đóng băng, tạo điều kiện cho những hạt băng hình thành.

Learn more »

Không phải cứ bầu trời càng nhiều nước thì hạt mưa đá càng to. Các nhà nghiên cứu cho biết sức mạnh của các dòng không khí chuyển động lên phía trên trong cơn bão sấm mới là yếu tố quyết định kích cỡ của chúng.

Tại nơi cơn bão xuất hiện, không khí chuyển động lên trên rất nhanh. Khi đạt đến độ cao nhất định, luồng không khí này lạnh đi, hơi nước trong các hạt nước bốc hơi ngưng tụ lại thành một đám mây bão. Cuối cùng, sự kết tủa được tạo thành trong các đám mây, đầu tiên giống như các vẩy tuyết, sau đó giống như các hạt mưa.

Nếu các hạt mưa này lại bị bắt lại vào luồng không khí chuyển động lên trên một lần nữa, nó sẽ tiếp tục di chuyển vượt lên trên mức đóng băng, và trở thành một quả bóng nhỏ bằng nước đá. Hạt nước đá này tiếp nhận thêm các hạt đá nhỏ li ti trong môi trường xung quanh, và cuối cùng, khi đã đủ nặng, nó rơi xuống, và rồi lại bị giữ lại trong sự hoạt động hỗn loạn của không khí.

Với mỗi chuyến đi lên và đi xuống như vậy, hạt mưa đá lại được bổ sung thêm các chất mới. Khi cắt ngang qua một hạt mưa như vậy, ta sẽ thấy các lớp giống như vòng tuổi của cây, cho biết nó đã thực hiện bao nhiêu chuyến đi “khứ hồi”.

Những vùng không khí hoạt động hỗn loạn là những nơi sinh ra các hạt mưa đá lớn nhất. Ước tính luồng không khí chuyển động lên phía trên với vận tốc khoảng 160 km / h có thể tạo ra các hạt mưa đá có đường kính 12 cách mạng hoặc hơn. Một hạt mưa đá nổi tiếng rơi xuống Coffeyville, Kansas năm 1979 cân nặng 750 gram, có đường kính khoảng 20 centimet.

Learn more »

Buổi sáng, Mặt trời vừa mới mọc mà không khí đã rất nóng nực, quạt quay tít nhưng mồ hôi mồ kê bạn rất nhễ nhại. Trời không chỉ nóng bức mà còn ngột ngạt nữa: Đó chính là dấu hiệu bắt đầu của một cơn mưa rào.

Mưa rào thường xảy ra vào mùa hè. Muốn có mưa rào cần phải có hai điều kiện. Một là nhiệt độ mặt đất cao, hai là không khí phải có độ ẩm cao. Mặt đất nóng làm lớp không khí sát mặt đất cũng ấm lên, trở nên nhẹ hơn và bay lên không trung. Nhưng nếu nóng mà không khí lại khô ráo thì mưa rào không thể xảy ra. Chỉ khi độ ẩm cao, hơi nước bốc lên trên trời hình thành mây vũ tích thì mới có khả năng cho mưa được.

Không khí đã nóng lại ẩm, khiến cho nước ở bề mặt Trái đất không thể bốc hơi được. Mồ hôi trên cơ thể người cũng khó khô đi. Khi ấy ta cảm thấy oi bức ngột ngạt khó chịu. Cảm giác đó tương tự như khi ta ở trong buồng tắm kín mùa hè, với độ ẩm lớn đồng thời nhiệt độ cao.

Vì thế, khi bạn cảm thấy oi bức tức là không khí xung quanh vừa có độ ẩm lớn, vừa có nhiệt độ cao, đủ điều kiện để cho một cơn mưa rào xảy ra.

Nhưng đôi khi hiện tượng không khí oi bức xảy ra mà vẫn không hề có mưa. Đó là vì phạm vi của những cơn mưa mùa hạ tương đối nhỏ. Có thể ở đâu đó đang mưa rào nhưng ở chỗ chúng ta lại không.

Learn more »

Mùa sinh nở đã đến, bên cạnh bụng con hải mã đực sinh ra nhiều lớp nhăn, dần dần hợp thành một túi "túi nuôi con" lớn. Hải mã cái liền đẻ trứng vào cái túi ấy rồi tiến hành mang thai, phát dục ở trong cái túi ấy.

Tại sao hành vi sinh đẻ của hải mã lại đặc biệt như vậy?

Hải mã thường sống ở nơi biển cạn. Tất cả các loài động vật đều muốn từ biển sâu trở về nơi biển nông để tiến hành phối ngẫu sinh nở một mùa trong năm. Cuộc đấu tranh kịch liệt mạnh được yếu thua. Các loài động vật vừa đẻ trứng ra đã trở thành món sơn hào hải vị ngon lành của những động vật khác.

Hải mã là loài sống lâu năm nơi biển cạn, cho nên nó có cách bảo vệ trứng tốt hơn các loài đồng vật khác. Hải mã cái đẻ trứng vào cái túi nuôi con của con hải mã đực, hải mã con không còn bị các loài động vật khác xâm hại.

Learn more »

Trong biển cả mênh mông, hải sâm dùng cái chân ống và bắp thịt của nó để co duỗi nhu động, tốc độ hầu như không đáng kể. Mỗi giờ hải sâm chỉ có thể bơi được 3 mét. Khi bị kẻ địch xâm phạm, nó có thể rất bình tĩnh áp dụng "thuật phân thân", đem cái ruột vừa dai vừa dính tuồn ra khỏi hậu môn, quấn chặt lấy kẻ địch.

Hải sâm vứt ruột đi cũng sẽ không chết. Trong người có một loại tổ chức kết đế. Hải sản có kết cấu cơ thể khá đặc biệt, vừa ở trạng thái hoạt động và vừa ở trạng thái tạo hình. Đáp ứng các cơ năng sinh lý, tạo hình thái, nó có thể tiến hành tái sinh bổ sung tu bổ nhưng tế bào bị thương hoặc bị hoại tử.

Năng lực tái sinh của hải sâm rất mạnh, khoảng là 50 ngày là có thể hoàn toàn phục hồi nội tạng mới dài như cũ.

Learn more »

Cá nhảy ra khỏi mặt nước, là do nguyên nhân không khí trong ao hồ không đủ, nhảy ra khỏi mặt nước là để hít lấy dưỡng khí trong không khí. Hiện tượng này được gọi là "đầu nổi" của cá.

Hiện tượng đầu nổi của cá thường dễ phát sinh nhất vào ban đêm của mùa đông và sau sấm chớp của mùa hè.

Những loài cây xanh chỉ có tác dụng tiến hành quang hợp dưới ánh nắng mặt trời mới có thể toả ra dưỡng khí, nhưng đến ban đêm nó cũng hút dưỡng khí. Thực vật màu xanh ở trong nước cũng như vậy, do đó tạo thành trong ao hồ thiếu dưỡng khí. Khi mùa đông đến, do các vật hữu cơ ở trong nước bị phân giải dưỡng khí, nên nó cũng tiêu hao một số lượng lớn dưỡng khí.

Khi sấm chớp mùa hè, nhiệt độ trên mặt nước thấp, nhiệt độ nước ở dưới đáy ao cao. Khi nhiệt độ cao bốc lên, chất thực vật thối rữa dưới đáy ao cũng theo đó mà bị lật lên. Lúc đó đa số thực vật thối rữa hút mất một lượng dưỡng khí lớn để tăng nhanh tốc độ phân giải, đồng thời còn toả ra một lượng lớn thán khí. Trong nước thiếu dưỡng khí, lại bị pha tạp các chất thán khí và khí chua cho nên phải nổi đầu lên. Khi đầu nổi nghiêm trọng sẽ làm cho cá bị chết.

Learn more »