Hujan mulai berhenti, awan perlahan terbuka, kemudian sinar matahari kembali muncul. Tidak lama setelah itu, sebuah lengkungan berwarna merah, jingga, kuning, hijau, biru hingga ungu terlihat menghiasi langit.
Fenomena tersebut kita kenal sebagai pelangi.
Karena sering terlihat ketika hujan mulai reda, banyak orang menganggap pelangi terbentuk karena hujan telah selesai. Padahal proses sebenarnya sedikit berbeda. Pelangi membutuhkan kombinasi antara cahaya matahari, tetesan air, dan posisi pengamat yang tepat.
Lantas, kenapa pelangi muncul setelah hujan, bagaimana cahaya putih dapat berubah menjadi beberapa warna, dan kenapa kita tidak melihat pelangi setiap selesai hujan?
Pelangi Berasal dari Cahaya Matahari dan Tetesan Air
Untuk memahami pelangi, kita perlu melihat dua komponen utamanya.
Pertama adalah cahaya.
Kedua adalah tetesan air.
Cahaya matahari yang terlihat putih sebenarnya terdiri dari berbagai panjang gelombang cahaya tampak.
Ketika cahaya tersebut berinteraksi dengan tetesan air pada sudut tertentu, cahaya dapat mengalami pembiasan, pemantulan di dalam tetesan, kemudian pembiasan kembali ketika keluar.
Proses tersebut membuat warna-warna yang sebelumnya terlihat sebagai cahaya putih dapat terpisah.
Hasilnya adalah spektrum warna yang kita lihat sebagai pelangi.
Kenapa Pelangi Sering Muncul Setelah Hujan?
Setelah hujan, masih terdapat banyak tetesan air di atmosfer.
Pada saat bersamaan, awan dapat mulai bergeser sehingga sinar matahari kembali mencapai area tersebut.
Kondisi inilah yang ideal.
Kita memiliki cahaya matahari dari satu arah dan tetesan air dari arah lainnya.
Jika posisi pengamat sesuai, pelangi dapat terlihat.
Jadi bukan karena hujan sudah berhenti sepenuhnya.
Bahkan pelangi bisa terlihat ketika hujan masih turun di kejauhan.
Pelangi Juga Bisa Muncul Ketika Masih Hujan
Pernah melihat hujan turun tetapi matahari masih bersinar?
Kondisi hujan turun padahal cuaca panas seperti ini justru dapat menciptakan peluang yang bagus untuk melihat pelangi.
Syaratnya, matahari dan area hujan berada pada posisi yang sesuai terhadap pengamat.
Matahari biasanya berada di belakang pengamat.
Sementara tetesan air berada pada bagian langit di depan.
Itulah sebabnya kita tidak melihat pelangi tepat mengelilingi matahari seperti halo.
Cahaya Matahari Terlihat Putih tetapi Memiliki Banyak Warna
Cahaya tampak terdiri dari berbagai panjang gelombang.
Mata manusia melihat kombinasi tersebut sebagai cahaya putih.
Namun, masing-masing panjang gelombang tidak mengalami pembiasan dengan besaran yang persis sama ketika melewati medium seperti air.
Perbedaan tersebut memungkinkan warna terpisah.
Fenomena pemisahan cahaya berdasarkan panjang gelombang disebut dispersi.
Inilah bagian penting dari proses terjadinya pelangi.
Apa Itu Pembiasan Cahaya?
Pembiasan terjadi ketika cahaya bergerak dari satu medium ke medium lain dan kecepatannya berubah.
Misalnya dari udara menuju air.
Perubahan tersebut menyebabkan arah cahaya membelok.
Ketika sinar matahari memasuki sebuah tetesan air, cahaya mengalami pembiasan.
Pada tahap inilah pemisahan warna mulai terjadi.
Namun, perjalanan cahaya belum selesai.
Cahaya Dipantulkan di Dalam Tetesan Air
Setelah memasuki tetesan air, sebagian cahaya mencapai bagian belakang tetesan.
Sebagian cahaya kemudian mengalami pemantulan internal.
Cahaya tersebut berbalik arah di dalam tetesan sebelum menuju permukaan air lagi.
Ketika keluar dari tetesan menuju udara, cahaya kembali mengalami pembiasan.
Kombinasi proses tersebut mengarahkan cahaya berwarna menuju mata pengamat pada sudut tertentu.
Kenapa Warna Pelangi Selalu Memiliki Urutan?
Warna berbeda mengalami pembiasan dengan tingkat yang berbeda.
Karena itulah warna tidak keluar dari tetesan air dalam arah yang benar-benar sama.
Pada pelangi primer, merah biasanya terlihat pada bagian luar busur.
Kemudian diikuti warna-warna lain menuju bagian dalam.
Ungu berada lebih dekat ke bagian dalam busur.
Urutan tersebut bukan kebetulan, tetapi merupakan konsekuensi dari sifat cahaya.
Apakah Pelangi Benar-Benar Memiliki Tujuh Warna?
Kita sering diajarkan urutan:
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu.
Pembagian tujuh warna tersebut berguna untuk mempermudah pembelajaran.
Namun, spektrum cahaya sebenarnya bersifat kontinu.
Tidak terdapat garis keras yang secara alami memisahkan merah dari jingga atau hijau dari biru.
Warna berubah secara bertahap.
Karena itu, pelangi sebenarnya memiliki gradasi warna yang jauh lebih banyak daripada tujuh kategori sederhana.
Kenapa Bentuk Pelangi Melengkung?
Setiap tetesan air dapat mengirimkan cahaya menuju pengamat hanya pada geometri tertentu.
Kumpulan tetesan yang memenuhi posisi tersebut membentuk sebuah lingkaran relatif terhadap titik antisolar, yaitu titik yang berlawanan dengan matahari.
Dari permukaan tanah, sebagian lingkaran biasanya berada di bawah horizon.
Akibatnya kita hanya melihat bagian atasnya sebagai busur.
Inilah alasan pelangi terlihat melengkung.
Sebenarnya Pelangi Berbentuk Lingkaran
Ya.
Pelangi pada dasarnya merupakan lingkaran.
Dari permukaan bumi, horizon dan objek di sekitar menghalangi sebagian besar lingkaran tersebut sehingga kita biasanya melihat bentuk setengah lingkaran atau busur.
Namun, dari posisi yang cukup tinggi seperti pesawat, dalam kondisi tertentu pengamat dapat melihat pelangi yang lebih mendekati lingkaran penuh.
Ini menunjukkan bahwa bentuk busur yang kita lihat dari tanah sebenarnya hanya bagian dari geometri yang lebih besar.
Kenapa Kita Tidak Bisa Mendekati Ujung Pelangi?
Ini salah satu hal menarik mengenai pelangi.
Pelangi bukan objek fisik yang berdiri pada satu lokasi tertentu.
Apa yang kita lihat bergantung pada posisi mata, matahari, dan tetesan air.
Ketika kita bergerak, kumpulan tetesan yang mengirimkan cahaya ke mata kita juga berubah.
Karena itu, “ujung pelangi” akan terus berubah mengikuti posisi pengamat.
Kita tidak dapat berjalan menuju satu titik kemudian menemukan tempat pelangi menyentuh tanah.
Dua Orang Bisa Melihat Pelangi yang Sedikit Berbeda
Karena pelangi bergantung pada posisi pengamat, secara teknis dua orang yang berdiri pada lokasi berbeda menerima cahaya dari kumpulan tetesan air yang berbeda.
Mereka mungkin melihat busur yang tampak hampir sama.
Tetapi cahaya yang sampai ke mata masing-masing berasal dari tetesan yang berbeda.
Dengan kata lain, pengalaman melihat pelangi memiliki geometri yang berkaitan langsung dengan posisi setiap pengamat.
Kenapa Pelangi Sering Terlihat Sore Hari?
Pelangi dapat muncul pada berbagai waktu selama matahari dan tetesan air berada pada posisi yang sesuai.
Namun, posisi matahari yang lebih rendah di langit sering membuat busur pelangi lebih mudah terlihat tinggi di atas horizon.
Karena itu, pagi atau sore dapat memberikan kondisi geometris yang menarik.
Pada sore hari, hujan konvektif juga cukup sering terjadi di beberapa wilayah tropis.
Kombinasi hujan turun sore hari dan matahari yang mulai rendah dapat menciptakan kesempatan melihat pelangi.
Posisi Matahari Menentukan Posisi Pelangi
Jika ingin mencari pelangi setelah hujan, jangan melihat ke arah matahari.
Berdirilah dengan matahari berada di belakang.
Kemudian lihat ke arah wilayah hujan atau tetesan air di depan.
Pelangi muncul pada sisi langit yang berlawanan dengan matahari.
Semakin rendah posisi matahari, semakin tinggi bagian busur yang dapat terlihat.
Jika matahari terlalu tinggi, pelangi primer dapat berada terlalu rendah terhadap horizon untuk terlihat dari permukaan tanah.
Kenapa Pelangi Kadang Sangat Terang?
Kecerahan pelangi dipengaruhi berbagai kondisi.
Jumlah dan ukuran tetesan air berperan.
Intensitas sinar matahari juga penting.
Selain itu, latar belakang langit memengaruhi kontras.
Pelangi yang berada di depan awan gelap dapat terlihat sangat jelas karena warna terang memiliki kontras tinggi terhadap latar belakang tersebut.
Sebaliknya, pelangi dengan latar langit sangat terang bisa lebih sulit dilihat.
Kenapa Kadang Pelangi Hanya Terlihat Sebagian?
Tetesan air tidak selalu tersebar merata di seluruh area yang diperlukan untuk membentuk busur lengkap.
Sebagian langit mungkin memiliki cukup tetesan.
Bagian lainnya tidak.
Bangunan, gunung, pohon, atau awan juga dapat menghalangi pandangan.
Akibatnya, kita mungkin hanya melihat potongan kecil pelangi.
Bahkan terkadang hanya satu sisi busur yang terlihat.
Apa Itu Pelangi Ganda?
Kadang kita dapat melihat dua busur pelangi sekaligus.
Busur pertama biasanya lebih terang.
Busur kedua terlihat lebih redup dan berada di bagian luar.
Fenomena ini dikenal sebagai double rainbow atau pelangi ganda.
Pelangi kedua terbentuk melalui jalur cahaya yang berbeda di dalam tetesan air.
Pada pelangi sekunder, cahaya mengalami pemantulan internal tambahan sebelum keluar dari tetesan.
Kenapa Warna Pelangi Kedua Terbalik?
Karena jalur cahaya di dalam tetesan berbeda, urutan warna pelangi sekunder juga terbalik dibanding pelangi primer.
Pada busur utama, merah berada pada bagian luar.
Pada pelangi sekunder, merah berada lebih dekat ke bagian dalam busur sekundernya.
Pelangi sekunder juga lebih redup karena lebih banyak cahaya hilang selama proses pemantulan tambahan.
Kenapa Langit di Antara Dua Pelangi Terlihat Lebih Gelap?
Ketika pelangi ganda muncul dengan jelas, bagian langit di antara busur primer dan sekunder terkadang terlihat lebih gelap.
Fenomena ini dikenal sebagai Alexander’s band.
Perbedaan terang tersebut terjadi karena distribusi cahaya yang keluar dari tetesan air pada sudut-sudut tertentu.
Daerah di antara kedua busur menerima lebih sedikit cahaya pelangi menuju pengamat.
Hasilnya terlihat seperti pita langit yang lebih gelap.
Bisakah Pelangi Muncul Tanpa Hujan?
Bisa.
Yang dibutuhkan bukan “hujan” secara spesifik, tetapi tetesan air di udara.
Misalnya di sekitar air terjun.
Kabut air dari air terjun dapat menghasilkan pelangi kecil ketika terkena sinar matahari.
Sprinkler taman juga dapat menghasilkan efek serupa.
Bahkan semprotan selang air dapat digunakan untuk melihat prinsip dasar pelangi.
Cara Membuat Pelangi Sederhana dengan Semprotan Air
Pada hari yang cerah, berdirilah dengan matahari di belakang.
Semprotkan air ke udara menggunakan nozzle yang menghasilkan tetesan kecil.
Kemudian lihat area semprotan dari sudut yang sesuai.
Pelangi kecil mungkin terlihat.
Eksperimen sederhana ini menunjukkan bahwa pelangi tidak membutuhkan badai atau hujan besar.
Cahaya matahari dan tetesan air sudah cukup jika geometrinya tepat.
Apakah Kabut Bisa Menghasilkan Pelangi?
Tetesan air yang sangat kecil pada kabut dapat menghasilkan fenomena yang disebut fogbow.
Bentuknya mirip busur pelangi tetapi biasanya memiliki warna yang jauh lebih lemah.
Dalam beberapa kondisi, fogbow bahkan terlihat hampir putih.
Perbedaan tersebut berkaitan dengan ukuran tetesan air dan bagaimana cahaya berinteraksi dengannya.
Fenomena atmosfer ternyata memiliki banyak variasi yang tidak selalu kita sadari.
Bagaimana dengan Pelangi pada Malam Hari?
Pelangi juga dapat terbentuk menggunakan cahaya bulan.
Fenomena ini dikenal sebagai moonbow atau lunar rainbow.
Prinsipnya serupa.
Cahaya bulan berinteraksi dengan tetesan air.
Namun, karena cahaya bulan jauh lebih redup dibanding matahari, moonbow biasanya lebih sulit dilihat.
Mata manusia juga kurang mampu membedakan warna pada kondisi sangat gelap sehingga moonbow dapat terlihat pucat atau hampir putih.
Apakah Pelangi Bisa Diprediksi?
Secara umum, kita dapat mengenali kondisi yang mendukung.
Dibutuhkan cahaya matahari dari arah tertentu dan tetesan air pada sisi yang berlawanan.
Karena itu, ketika hujan mulai menjauh sementara matahari muncul, peluang melihat pelangi meningkat.
Namun, apakah busur benar-benar terlihat dari satu lokasi tetap bergantung pada posisi hujan, matahari, awan, dan pengamat.
Jadi tidak setiap hujan yang berhenti menghasilkan pelangi.
Kenapa Tidak Setiap Selesai Hujan Ada Pelangi?
Ini menjawab pertanyaan penting.
Setelah hujan, mungkin matahari masih tertutup awan.
Atau posisi matahari terlalu tinggi.
Tetesan air mungkin sudah tidak berada pada lokasi yang tepat.
Bisa juga hujan berada pada arah yang tidak sesuai terhadap posisi matahari.
Karena itu, meskipun udara masih basah, syarat geometris untuk melihat pelangi belum tentu terpenuhi.
Awan Gelap Justru Bisa Membuat Pelangi Lebih Indah
Secara visual, beberapa pelangi paling jelas muncul ketika sebagian langit masih gelap.
Matahari muncul dari satu sisi.
Sementara awan hujan gelap masih berada pada sisi yang berlawanan.
Pelangi kemudian terbentuk di depan latar tersebut.
Kontras warna menjadi sangat kuat.
Ini menjelaskan kenapa foto pelangi sering terlihat dramatis ketika badai baru saja bergerak menjauh.
Apakah Pelangi Termasuk Fenomena Cuaca?
Pelangi lebih tepat dipahami sebagai fenomena optik atmosfer.
Hujan dan tetesan air menyediakan medium yang diperlukan.
Tetapi warna yang kita lihat terbentuk karena interaksi cahaya dengan air.
Jadi pelangi berada pada pertemuan antara meteorologi dan optik.
Atmosfer menyediakan kondisi.
Fisika cahaya menghasilkan tampilannya.
Apa Hubungannya dengan Prakiraan Cuaca?
Pelangi sendiri bukan alat prakiraan cuaca yang dapat diandalkan.
Kemunculannya menunjukkan terdapat sinar matahari dan tetesan air pada posisi tertentu.
Namun, kondisi setelahnya bergantung pada sistem cuaca yang sedang berlangsung.
Hujan bisa benar-benar menjauh.
Bisa juga awan lain datang beberapa saat kemudian.
Karena itu, jangan menganggap munculnya pelangi berarti hujan pasti selesai sepanjang hari.
Perhatikan Awan dan Kondisi Sekitar
Ketika pelangi muncul, sering kali kita terlalu fokus mengambil foto.
Tidak masalah.
Namun, tetap perhatikan kondisi cuaca.
Jika masih terdengar guntur, aktivitas petir mungkin masih berada di sekitar.
Langit cerah pada satu sisi tidak otomatis berarti seluruh sistem badai telah pergi.
Kenali tanda tanda hujan akan turun dan gunakan informasi cuaca resmi jika berencana melakukan aktivitas luar ruangan.
Pelangi Menunjukkan Betapa Dinamisnya Atmosfer
Satu fenomena sederhana ternyata melibatkan banyak proses.
Cahaya matahari memasuki tetesan air.
Cahaya dibiaskan.
Warna terpisah.
Cahaya dipantulkan di dalam tetesan.
Kemudian cahaya keluar dan mencapai mata pada sudut tertentu.
Semua proses tersebut terjadi pada jutaan tetesan air sekaligus.
Otak kita kemudian melihat hasil akhirnya sebagai satu busur besar di langit.
Jadi Kenapa Pelangi Muncul Setelah Hujan?
Jawaban sederhananya adalah karena setelah hujan terdapat kondisi yang sering menyediakan dua komponen penting sekaligus: tetesan air di atmosfer dan sinar matahari.
Ketika cahaya matahari memasuki tetesan air, cahaya mengalami pembiasan dan dispersi. Cahaya kemudian dipantulkan di dalam tetesan sebelum keluar kembali menuju pengamat.
Karena setiap warna mengalami pembiasan dengan tingkat berbeda, cahaya putih terpisah menjadi spektrum warna.
Jika posisi matahari, tetesan air, dan pengamat sesuai, spektrum tersebut terlihat sebagai pelangi.
Jadi, kenapa pelangi muncul setelah hujan bukan karena hujan meninggalkan warna di langit. Pelangi merupakan hasil interaksi antara cahaya dan air yang terjadi pada geometri yang tepat.
Fenomena ini juga menjelaskan mengapa pelangi bisa muncul ketika hujan masih berlangsung, di sekitar air terjun, bahkan dari semprotan air pada hari cerah.
Melalui InfoCuaca, kami akan terus membahas hujan, awan, petir, angin, temperatur, kelembapan, serta berbagai fenomena atmosfer yang sering kita lihat dalam kehidupan sehari-hari.