Круг вокруг луны на небе. Об оптических эффектах в атмосфере - солнечное гало

Световые явления в облаках: гало, венцы

Подготовил О.Малахов. Фото сайт

Гало - это преломление и отражение света в ледяных кристалликах облаков верхнего яруса; представляют собой светлые или радужные круги вокруг Солнца или Луны (пример фотографии лунного гало), отделенные от светила темным промежутком. Гало часто наблюдаются в передней части циклонов (в перисто-слоистых облаках их теплого фронта) и поэтому могут служить признаком их приближения.

Гало вокруг Солнца в перисто-слоистых облаках

Как правило, гало возникают как круги радиусом 22 или 46°, центры которых совпадают с центром солнечного (или лунного) диска. Круги слабо окрашены в радужные цвета (красный внутри).
Гало являются наиболее верным признаком ухудшения погоды. Так, в конце марта 1988 года в Москве и Подмосковье установилась тихая, солнечная весенняя погода. Но в один из вечеров вокруг Луны наблюдалось гало; и уже на следующий день погода резко испортилась.
Из книги "Метеорология и климатология" С.П.Хромов, М.А.Петросянц: "Кроме основных форм гало наблюдаются ложные солнца - слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с Солнцем и на угловом расстоянии от него также 22 или 46°. К основным кругам присоединяются иногда различные касательные дуги к ним. Наблюдаются еще неокрашенные вертикальные столбы, проходящие через солнечный диск, т.е. как бы продолжающие его вверх и вниз, а также неокрашенный горизонтальный круг на одном уровне с Солнцем.
Окрашенные гало объясняются преломлением света в шестигранных призматических кристаллах ледяных облаков, неокрашенные (бесцветные) формы - отражением света от граней кристаллов. Разнообразие форм гало зависит в основном от типов и движения кристаллов, от ориентации их осей в пространстве, а также от высоты Солнца. Гало в 22° обусловлено преломлением света боковыми гранями кристаллов при беспорядочной ориентации их главных осей во всех направлениях. Если главные оси имеют преимущественно вертикальное направление, то по обе стороны от солнечного диска (также на расстоянии 22°) вместо светлого круга возникают два светлых пятна - ложные солнца.
Гало в 46° (и ложные солнца в 46°) обусловлено преломлением света между боковыми гранями и основаниями призм, т.е. с преломляющим углом 90°.
Горизонтальный круг обусловлен отражением света боковыми гранями вертикально расположенных кристаллов, а солнечный столб - отражение света от кристаллов, расположенных преимущественно горизонтально.

В тонких водяных облаках, состоящих из мелких однородных капель (обычно это высококучевые облака) и закрывающих диск светила, за счет дифракции возникают явления венцов . Венцы возникают также в тумане около искусственных источников света. Основная, а часто единственная часть венца - светлый круг небольшого радиуса, окружающий вплотную диск светила (или искусственный источник света). Круг в основном имеет голубоватый цвет и лишь по внешнему краю - красноватый. Его называют также ореолом. Он может быть окружен одним или несколькими дополнительными кольцами такой же, но более светлой окраски, не премыкающими вплотную к кругу и друг к другу. Радиус ореола 1-5°. Он обратно пропорционален диаметрам капель в облаке, поэтому по нему можно определить размеры капель в облаках.
Венцы вокруг искусственных источников света малых размеров (по сравнению с дисками светил) имеют более богатые радужные цвета."

Народный приметы, связанные с гало:
- После появления быстро движущихся перистых облаков небо покрывается прозрачным (как вуаль) слоем перисто-слоистых облаков. Они обнаруживаются по кругам около Солнца или Луны (признак ухудшения погоды).
- Вокруг Солнца или Луны видно гало (признак ухудшения погоды).
- Зимой - белые венцы большого диаметра вокруг Солнца или Луны, а также столбы около Солнца, или так называемые ложные солнца (признак сохранения морозной погоды).
- Кольцо вокруг Луны - к ветру (ухудшение погоды).

Процитируем книгу В.А.Мезенцева "Религиозные суеверия и их вред" (Москва, 1959 год). Вот что там написано про вышеописанные явления: "Вот, например, какое сложное и редкое по своей форме гало действительно наблюдали весной 1928 года в городе Белом, Смоленской области. Около 8-9 часов утра по обе стороны от Солнца - вправо и влево - были видны два ярких, окрашенных в радужные тона, ложных солнца. Они имели короткие, слегка изогнутые белесые хвосты. Настоящее Солнце находилось в центре светящегося круга. Кроме того, на небе было видно несколько светящихся дуг. Именно такие дуги в прошлые века и принимали за кривые огненные мечи, висящие в небе.
А 28 ноября 1947 года в городе Полтаве наблюдалось сложное гало вокруг Луны. Луна находилась в центре светлого круга. На круге справа и слева были видны также новые луны, или, как их часто называют, параселены; левый параселен был более ярок и имел хвост. Гало-круг был виден не весь. Наиболее ярок он был в своей верхней части и слева. Сверху у гало-круга была яркая касательная дуга.

Как же могут получаться такие необыкновенные изображения в воздухе? Каковы причины этого интересного природного явления? Изучая появления на небо гало, ученые уже давно заметили, что они бывают тогда, когда Солнце затянуто белой, блестящей дымкой - тонкой пеленой высоких перистых облаков . Такие облака плавают на высоте 6-8 километров над землей и состоят из мельчайших кристалликов льда, которые имеют чаще всего форму шестигранных столбиков или пластинок. Поднимаясь и опускаясь в потоках воздуха, ледяные кристаллики, подобно зеркалу, отражают или, подобно призме, преломляют падающие на них солнечные лучи. При этом от некоторых кристалликов отраженные лучи могут попадать в наши глаза. Тогда мы и наблюдаем различные формы гало. Вот одно из таких форм: на небе появляется светлый горизонтальный круг, опоясывающий небо параллельно горизонту. Ученые проводили специальные опыты и нашли, что такой круг возникает благодаря отражению солнечного света от боковых граней ледяных шестигранных кристалликов, плавающих в воздухе в вертикальном положении. Лучи Солнца падают на такой кристаллик, отражаются от него, как от зеркала, и попадают нам в глаза. Но наши глаза не могут обнаружить искривления световых лучей, поэтому мы видим отраженное изображение Солнца не там, где оно находится в действительности, а на прямой линии, идущей от глаз, причем изображение будет видно на той же высоте на той высоте над горизонтом, что и действительное Солнце. Это явление подобно тому, как мы видим в зеркале изображение электрической лампочки одновременно с самой электрической лампочкой. В воздухе находиться очень много таких вертикально плавающих кристалликов-зеркал. Все они отражают от себя солнечные лучи. Зеркальные изображения Солнца, попадающие к нам в глаза от отдельных кристалликов, сливаются, и мы видим сплошной светлый круг, параллельный горизонту. Или бывает так: Солнце только что ушло за горизонт, и на темном вечернем небе вдруг возникает светлый столб . В этой игре света, как показали специальные опыты, участвуют ледяные пластинки, плавающие а атмосфере в горизонтальном положении. Лучи Солнца, которое только что ушло за горизонт, падают на колеблющиеся нижние грани таких пластинок, отражаются и попадают в глаза наблюдателя. Когда таких кристалликов в воздухе много, зеркальные отображения Солнца, попадающие к нам в глаза от отдельных ледяных пластинок, сливаются в одно, и мы видим растянутое, искаженное до неузнаваемости изображение солнечного диска - на небе возникает светящийся столб. На фоне вечерней зари он имеет иногда красноватый цвет. С явлением, подобным этому, каждый из нас встречался не раз. Вспомните солнечную или лунную "дорожку" на воде. Здесь мы видим точно такое же искаженное отраженное Солнца или Луны, только роль зеркала выполняет не кристаллики льда, а поверхность воды. А не приходилось ли вам видеть светлый радужный круг, окружающий Солнце? Это тоже одна из форм гало. Установлено, что это гало образуется в тех случаях, когда в воздухе находится много шестигранных ледяных кристалликов, преломляющих солнечные лучи подобно стеклянной призме. Большинство таких преломленных лучей мы не видим, они рассеиваются в воздухе. Но от некоторых кристалликов в наши глаза попадают и направленные лучи. Такие кристаллики располагаются на небе по окружности вокруг Солнца. Все они кажутся нам освещенными, и в этом месте мы видим светлый круг, слегка окрашенный в радужные тона. Не всегда мы видим на небе ту или иную форму гало полностью. Например, зимой, при больших морозах, по обе стороны Солнца появляется два световых пятна. Это части гало-круга. В другом случае бывает видна только верхняя часть такого круга - над Солнцем. В прошлом ее нередко принимали за светящуюся корону. Так же бывает и с горизонтальным кругом, проходящим через Солнце. Чаще всего видна только та его часть, которая примыкает к Солнцу; тогда мы наблюдаем на небе как бы два светлых хвоста, тянущихся вправо и влево от Солнца. Нетрудно понять и то, как возникают в воздухе светящиеся кресты. От Солнца, которое находится низко у горизонта или уже ушло за горизонт, тянется вверх длинный светящийся столб. Этот столб пересекается с видимой над Солнцем частью гало-круга, и в небе возникает большой светящийся крест. Могут появляться два креста. Это бывает тогда, когда на небе видны вертикальные части гало-круга и части горизонтального круга, примыкающие к Солнцу; пересекаясь, они дают два креста по обе стороны от Солнца. В других случаях здесь вместо крестов видны лишь светящиеся пятна, по своим размерам близкие к Солнцу. Их называют ложными солнцами. Обычно этот вид гало наблюдается, когда Солнце стоит невысоко над горизонтом. Специально проведенные опыты показывают, что в образовании ложных солнц участвуют шестигранные кристаллики, которые плавают в воздухе не беспорядочно, а так, что их оси располагаются преимущественно вертикально. В северных областях, где вообще значительно чаще наблюдается гало, лохные солнца можно видеть десятки раз в год. Нередко они настолько ярки, что не уступают самому Солнцу. Так наука объясняет многообразные, загадочные явления гало и разоблачает религиозные суеверия. Изучая различные явления, связанные с прохождением света в атмосфере, наши ученые не только дают им научно правильное, материалистическое объяснение, но и используют добытые знания для развития науки. Так, наблюдения венцов, о которых мы рассказывали, помогает определить величину кристалликов льда и капель воды, из которых образуются различные облака. Наблюдения венцов и гало дает также возможность научного предсказания погоды. Так, если появившийся венец постепенно уменьшается, можно ожидать осадки. Увеличения венцов, наоборот, предвещает наступление сухой, ясной погоды."

Все мы помним строки стихотворения Пушкина «Мороз и солнце; день чудесный!». А что такого чудесного можно увидеть на небе в морозное солнечное зимнее утро? К «утренним чудесам», несомненно, можно отнести явление гало. На фотографиях показано, как оно может выглядеть. Сегодня мы расскажем о том, что это такое, как появляются такие вещи на небе, когда и как это лучше всего наблюдать.

Что такое гало?

Гало – это оптическое явление, создаваемое мельчайшими ледяными кристалликами льда в атмосфере. Чаще всего оно выглядит как светлые круги, дуги, пятна и даже столбы света вокруг или вблизи дисков Солнца и Луны. Гало можно увидеть и вокруг уличных фонарей, но для появления на небе хоть сколько-нибудь впечатляющей картины нужен источник света помощнее. Поэтому все самые красивые гало наблюдаются при свете дня или в сумерках.

Как образуется гало?

За то, что мы иногда наблюдаем гало, надо благодарить физическое явление, называемое преломлением света. Все тысячу раз замечали, что чайная ложка, опущенная в стакан с водой, выглядит изогнутой или даже сломанной на границе раздела вода-воздух. Происходит это потому, что свет немножко меняет своё направление при переходе из одной среды в другую. То же самое происходит со светом и при пересечении границы других сред, например, кристаллов льда. В зависимости от ориентации кристаллов и положения Солнца или Луны на небе можно наблюдать различные виды гало. Простейшее гало, которое наблюдается чаще всего, – это двадцатидвухградусное гало (гало 22⁰). Кристаллики замёрзшей воды, парящие в воздухе, бывают разной формы и размеров, но чаще всего образуются правильные шестигранные стержни разной длины. Все они ориентированы в воздухе совершенно случайным образом.

Таких кристалликов-стержней миллионы, поэтому всегда найдутся такие, оси которых примерно перпендикулярны лучам, идущим от Солнца (как на картинке).

Оказывается, что из-за геометрических свойств правильных шестигранников свет, прошедший через одну из их граней, отклонится на небольшой угол в пределах от 22 до 27 градусов, что и создаст светящийся круг вокруг Солнца или Луны.

Насчитывается более ста пятидесяти видов гало, и все они классифицируются либо по положению на небе относительно Солнца, либо по имени впервые описавшего такой тип гало человека. Особняком здесь стоит явление паргелия. Паргелий в переводе с латинского означает «ложное солнце».

Фото сделано в Стокгольме

Паргелий это всего лишь один из видов гало, но, безусловно, самый впечатляющий. Ответственными за такую красоту в морозную погоду тоже являются кристаллики льда, только на сей раз не в форме стержней, а в форме пластинок. Все кристаллики льда постепенно оседают на поверхность Земли, но они такие лёгкие, что процесс падения может занять несколько часов.

Во время такого постепенного падения, точнее будет сказать, «оседания» вниз, большинство пластинок-кристаллов выстраивается горизонтально. Это довольно странное поведение для пластинок объясняется явлением Бернулли. Когда пластинка падает вниз, то со всех сторон её обтекает воздух. На краях пластинки скорость потока воздуха больше, чем в центре, и из-за этого давление с краёв чуть падает.

Получается, что воздух как бы тащит пластинку в горизонтальном направлении во все стороны и не даёт ей наклониться. Преломление света в таких пластинках и создаёт кажущиеся нам спутники Солнца на небе.

Если вы – счастливчик, то такое же явление можно увидеть и ночью. Ложная луна, или параселена – это тоже два светлых пятна, появившиеся слева и справа от источника света – Луны. Параселена образуется так же, как и паргелий. Однако ложная луна – гораздо более редкий феномен, чем паргелий: для её появления необходима полная Луна. Так что смотрите морозными вечерами почаще на луну. Увидите параселену – знайте, что таких случаев один на миллион.

Чтобы у вас создалось правильное впечатление о том, сколько гало можно увидеть на небе за один раз, посмотрите на эту фотографию.

Её сделал американский фотограф Дэвид Хэтэуэй в конце октября 2012 года. На одной фотографии тут умещается аж целых десять различных гало. Владимир Галынский смоделировал условия наблюдения, которые могли бы дать похожую картинку.

Можно ли увидеть гало на экваторе?

Как ни странно, гало можно увидеть даже в очень жарких странах. Может быть, оно будет не таким красивым и впечатляющим, как в средних широтах или на северном полюсе, но 22ухградусное гало вы точно разглядите. Дело в том, что гало образуется в основном из-за рассеяния света кристалликами льда, которые находятся высоко-высоко в воздухе, там, где температура воздуха отрицательна.

Эта фотография была сделана в 7 утра в Индонезии, всего в одном градусе широты от экватора.

Как наблюдать гало?

Почаще смотрите на небо. Как ни странно, это самый дельный совет всем. Даже если небо кажется вам совершенно чистым, там всё равно может найтись незаметный с первого взгляда тонкий слой облаков, формирующих гало.

Первым делом ищите самое распространённое гало – на 22 градуса. Кстати, если вытянуть руку и заслонить концом большого пальца центр солнца, то оттопыренный мизинец, должен будет быть примерно на расстоянии двадцатидвухградусного гало. Проверьте, есть ли касательная большого гало (см. моделирование Галынского)? Проверьте, нет ли маленького незаметного паргелия? Если солнце низко над горизонтом, поищите зенитную арку.

Поищите редкие гало. Вдруг вам повезёт? Самое «распространённое» редкое гало – 46 град. Гало. Ищите его на вдвое большем расстоянии от солнца, чем 22ухградусное. Считается, что в России его можно заметить 4-8 раз в году. Обернитесь вокруг себя, нет ли где-нибудь фрагментов паргелического круга (он пересекает всё небо). Присмотритесь к области выше солнца – вдруг там притаилась дуга Парри, которую вы не заметили с самого начала?

Ищите производные от видимых гало. Если вы видите яркий паргелий, это значит, что в воздухе много плоских шестигранных кристалликов льда. Такие кристаллы образуют и 120 град. Паргелий.

Ищите что-нибудь необычное. Увидев разные гало на небе в большом количестве, обшарьте взглядом всё небо, вполне возможно, что вы заметите что-то очень редкое. Иногда редкие гало появляются сами по себе, без всякого предупреждения.

Записывайте всё , что увидели в блокнот или телефон. Особенно обратите внимание на время с точностью до минут, это поможет потом определить точную высоту солнца над горизонтом. Фотографируйте. Если под рукой нет фотоаппарата, то хотя бы просто зарисуйте увиденное, это тоже может принести немало пользы! Вдруг вы увидели гало, которое было только предсказано теоретически, но никто никогда его не видел?

Пройдите метров сто-двести в сторону и опять посмотрите на небо. Гало – явление уникальное для каждой точки наблюдения. Два человека разного роста, стоящие рядом, могут видеть разные типы гало. Это связано с тем, что кристаллы льда должны быть строго ориентированы по линии между наблюдателем и солнцем. Если вы отойдёте в сторону, то ориентация кристаллов льда в воздухе относительно вас станет уже другой, и вы увидите что-нибудь новое.

Удачив наблюдениях!

А на других планетах?

Как вы понимаете, на других планетах солнечной системы ни один человек ещё не был. Поэтому вполне может статься, что лет через 20 вы сможете первым/ой (интересно, девушки эти рассказы читают?) увидеть, а потом и рассказать всему человечеству, как выглядят гало на других планетах. Но уже и сейчас мы с вами можем кое-что прикинуть. Для этого нужно знать, какого типа вещества могут образовывать кристаллы в атмосфере других планет.

Марс

Гало, сформированное облаками замёрзшего СО2 и парами воды. Уже знакомое нам 22⁰ гало (внутреннее) опоясано 26⁰ гало и 36⁰ гало, которые создают кристаллы двуокиси углерода. Появляются необычные паргелии.

Юпитер

Гало, образованное октаэдрическими кристаллами аммиака. Октаэдр – это две сложенные основаниями вместе пирамиды (да простят меня математики). В таких кристаллах из-за их геометрических особенностей свет будет преломляться иначе, чем в кристаллах привычной для нас воды. Гало будет находиться на 42⁰, а компанию ему составит удвоенный паргелий.

Константин Кудинов

Дорогие друзья! Если вам понравился этот рассказ, и вы хотите быть в курсе новых публикаций о космонавтике и астрономии для детей, то подписывайтесь на новости наших сообществ

Удивительна и многогранна природа не только разнообразием своей флоры и фауны, но и необычными, уникальными и фантастическими явлениями. Происхождение большинства из них научно объяснимо. гало - одно из них.

В древние времена гало, как и другим необъяснимым люди приписывали мистические значения дурных предзнаменований (особенно для гало крестообразной формы или для двойников светил). Например, в «Слове о полку Игореве» говорится, что перед самым наступлением половцев и взятием в плен князя «четыре солнца засияли над русской землей». Это было на тот момент воспринято как знак прихода большой беды.

Удивительное в природе

Есть много явлений, происхождение которых не совсем понятно простым людям. Ниже приводится краткое описание нескольких самых распространенных из них.

Северное сияние - свечение, происходящее при взаимодействии верхних с солнечными заряженными частицами. Такое фантастическое явление можно встретить в основном в широтах, расположенных ближе к полюсам.

Падающие звезды (светящиеся, скользящие по небу точки) - это небольшие камни или частицы космических веществ. Это зрелище можно наблюдать ясной ночью. Яркая вспышка происходит при вторжении этих кусочков в земную атмосферу. В определенные периоды можно увидеть и обильный фееричный “звездный дождь”.

Шаровая молния - одно из не совсем объяснимых Кроме формы шара, эта молния может приобретать очертания груши, капли или гриба. Размеры ее варьируются от 5 см до нескольких метров. Этот феномен характеризуется довольно непредсказуемым поведением и своей кратковременностью (нескольких секунд).

Также в природе могут происходить и такие процессы, как оптическое явление гало, образование перламутровых и двояковыпуклых облаков (крайне редкое) и даже осадки с живностью (лягушачьи и рыбьи дожди).

Что такое гало?

Гало - это самое распространенное в процессе которого в небе появляются светящиеся круги вокруг небесных светил, «ложные солнца», разнообразные столбы и кресты.

В большинстве же случаев оно представляет собой обычный световой круг. На средних широтах он может появляться в течение нескольких дней.

Возникновение гало, в отличие от других процессов, имеет научное обоснование.

Образование удивительного светового круга вокруг солнца объясняется тем, что происходит преломление лучей Солнца в гранях ледяных кристалликов, содержащихся в облаках и туманах. Различают солнечное гало и лунное.

Разнообразие форм и видов

Вообще гало - это определенная группа явлений в атмосфере, именно оптических.

Самые привычные формы гало, как отмечалось выше, следующие:

• радужные круги за окружностью диска Луны или Солнца с угловым радиусом 22° и 46°;
• «ложные Солнца» (паргелии) или просто яркие пятна (тоже радужные) с обеих сторон от светил на расстояниях 22° и 46°;
• дуги околозенитные;
• паргелические круги (белые горизонтальные), которые проходят через диск Солнца;
• столбы (вертикальные части белого круга); они в комплексе с паргелическими кругами образуют белый крест.

Радужные гало образуются при преломлении лучей, а белые - при их отражении.

Явление гало иногда путают с венцами. Они очень похожи внешне, однако последние имеют другое происхождение - дифракционное.

Описание круга, разновидности

Обычно гало возникают в виде колец вокруг Солнца. Причем внутренняя сторона кольца яркая и окрашена в слегка красноватый цвет.

Затем окраска постепенно переходит в светло-желтую, далее в зеленоватую и даже сине-фиолетовую, ближе к внешней части круга.

Иногда виднеется круг не полностью, а лишь его часть (чаще всего верхняя).

Бывают и светлые дуги, касающиеся верхней или нижней части светового круга.

Довольно редко появляется бесцветный круг, простирающийся через диск луны или солнца параллельно горизонту. А в точках пересечения этого круга с гало часто виднеются светлые пятна - это “ложные солнца”. Они такие светящиеся и яркие, что очень напоминают второе солнце.

Столбы и кресты, природа их возникновения

Гало - явление природы феноменальное, приобретающее самые причудливые формы. Они видны тогда, когда между наблюдающим человеком и планетами-светилами имеются легкие перистые облака, причем высоко, или же когда в воздухе находятся во взвешенном состоянии ледяные кристаллы как отдельные элементы, имеющие правильную форму (например, в виде шестигранной призмы).

Нередко встречается гало в виде вертикального столба, когда освещающие Землю планеты находятся очень близко к горизонту (выше или ниже его). Такие формы объясняются отражением лучей именно от горизонтальных граней кристаллов льдинок, находящихся в воздухе. По двум сторонам от солнца иногда можно увидеть два таких столба. Они являются частью дуги гало, когда только частично виден круг.

Бывает и такое, что столбы могут пересекаться с горизонтальным кругом. В таком случае взору человека могут явиться и световые кресты.

Очень многообразны явления гало. Это объясняется огромным количеством форм ледяных кристаллов и самым разнообразным их расположением в воздухе.

О чем говорят явления гало? Предзнаменования

Появление различных видов и форм может рассказать об изменениях погоды в ближайшие часы.

Появление полного радужного круга (иногда почти не видного) возле солнца или луны, который возникает при наличии в атмосфере перистых слоистых облаков, чаще всего является признаком приближения теплого фронта, циклона. При этом ожидается наступление ветреной погоды примерно через 12-20 часов. Яркость сияния круга ослабевает только тогда, когда начинают сильно уплотняться облака.

Бывают без радужной окраски белые круги вокруг Солнца (Луны), “ложные солнца”, столбы. В ясную погоду возникают такие оптические тела. Это явление указывает на дальнейшую стабильность и сохранение тихой и солнечной погоды, а зимой - на сильные длительные морозы.

Круги около светил в виде частичного кольца появляются в неустойчивых воздушных массах, в районах антициклонов (периферийных и тыловых). Это оначает, что следует ожидать погоду переменную, с сильными ветрами и ливневыми осадками.

Большие диаметром белые круги, видимые под углом 92° возле Солнца или Луны, которые возникают именно зимой, - признаки нахождения около данной территории мощного антициклона или области высокого давления. В таких случаях можно ожидать погоду довольно устойчивую, со слабыми ветрами и с сильными морозами.

Многие не поддаются никаким научно-обоснованным теориям и объяснениям. Людям остается только восхищаться прекрасным увиденным.

Гало - это объяснимый и красочный природный феномен.

Вчера утром в небе над Челябинском взошли три солнца.

Местные жители стали свидетелями оптического явления гало, которое можно наблюдать зимой в морозную погоду.

«На Урале похолодало до 23-25 градусов мороза. В воздухе образовались небольшие ледяные шестигранные кристаллы, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Сквозь них преломляются лучи солнца. В результате создается оптический эффект гало», — пояснила главный синоптик Свердловской области Галина Шепоренко.

«Вид гало может быть разнообразным — это могут быть радужные или белые полосы, пятна, дуги и круги на небосводе», — отметила синоптик.По ее словам, предсказать наступление этого явления крайне сложно. Оно может за зиму повториться несколько раз.

Гало́ (от др.-греч. ἅλως - круг, диск; также аура , нимб , ореол ) - оптический феномен, светящееся кольцо вокруг источника света.

Гало обычно появляется вокруг Солнца или Луны, иногда вокруг других мощных источников света, таких как уличные огни. Существует множество типов этого природного явления и вызваны они преимущественно ледяными кристаллами в перистых облаках на высоте 5-10 км в верхних слоях тропосферы. Вид зависит от формы и расположения кристаллов. Отражённый и преломлённый ледяными кристаллами свет нередко разлагается в спектр, что делает это явление похожим на радугу. Наиболее яркими и полноцветными бывают паргелии и зенитная дуга, менее яркими - касательные малого и большого гало. В малом 22-градусном гало различима только часть цветов спектра (от красного до жёлтого), остальная часть выглядит белой из-за многократного смешения преломленных лучей. Интересна особенность большого 46-градусного гало - оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета. В тусклом лунном гало цветов глазом не видно, что связано с особенностями сумеречного зрения.

Иногда в морозную погоду гало образуется кристаллами очень близко к земной поверхности. В этом случае кристаллы напоминают сияющие драгоценные камни (т.н. алмазная пыль), а нижняя часть свечения может быть видна на фоне окружающего пейзажа, если Солнце находится достаточно низко над горизонтом.

25 апреля 2013. Лунное эллиптическое гало: приближается полнолуние, и это значит, что можно будет увидеть ледяное гало вокруг Луны. 22 апреля Дэррел Ласкомбл из поселения Сойнчула, Британская Колумбия (Канада) увидел необычное гало. Оно было не круглым, как обычно, а эллиптичным:

«Кажется, раньше я не видел эллиптического гало вокруг Луны, - говорит Ласкомбл. - Я посмотрел вверх и просто глазел около минуты. Потом побежал домой за камерой. Я успел сфотографировать его до того, как оно исчезло».

Лес Коули, эксперт по отпике атмосферы, прокомментировал явление: «Еще несколько эллиптических гало видели за последние несколько недель в Европе и США. Что-то странное происходит в наших небесах!»

Справка:

Малое гало - это радужный круг вокруг Солнца, угловой радиус - около 22 градусов. Кольцо замкнуто (в идеале, но часто наблюдаются только фрагменты). Внутренний край достаточно резко ограничен, окрашен в красный цвет. За ним следует желтый, не яркий, переходящий в белый. Небо внутри малого гало часто кажется темнее, чем вне его.

Виды гало:

• 9° гало (van Buijsen’s halo)
• 18° гало (Rankin’s halo)
• 20° гало (Burney’s halo)
• 23° гало (Barkow’s halo)
• 24° гало (Dutheil’s halo)
• 35° гало (Feuillée’s halo)

Эллиптическое лунное гало

Изображение кликабельно.

Гийом Поулин сделал этот, возможно, самый удачный снимок [фотография слева] эллиптического гало в национальном парке Мон-Мегантик, Квебек, Канада. Он делал снимки звезд при температуре −15°С.

«По дороге домой мы заметили, что туманная дымка в воздухе стала превращаться в крохотные кристаллы, которые падали как снежинки, и в то же время вокруг Луны стало образовываться гало. Через несколько минут появилось другое гало, в два раза больше первого».

Луна, поднявшаяся на 38°, только миновала первую четверть. Чтобы поймать гало пришлось переэкспонировать, но форма кругов вполне различима.

Эллиптические гало редки, мимолетны и загадочны. Возможно, они родственны еще более редким

Эллиптические гало - маленькие, в них может быть два или три овальных кольца. В большинстве случаев они наблюдаются в высококучевых облаках, но также источником могут стать кристаллы ледяного тумана. Кольца могут быть разного углового размера и, похоже, зависят от солнечной или лунной высоты. Нехватка достоверных наблюдений и образцов кристаллов существенно затрудняет анализ.

Гийом сделал несколько отличных снимков. На них детально видны три кольца. Внутреннее кольцо, возможно, синеватое и внутри второго кольца определенно есть красноватый оттенок - они показывают, что преломление света сыграло некоторую роль в образовании этого явления. Другая подсказка - разная яркость на протяжении колец и то, как они смещены по отношению к Луне.

Нам повезло, что на некоторых снимках видны тусклые, но вполне идентифицируемые звезды, которые позволяют довольно точно определить размеры колец. Угловой размер второго кольца 5,6°.

Понимаем ли мы, как образуются эллиптические гало? Их небольшие размеры могут быть свидетельством преломления света в кристаллах, лишь слегка наклоненных относительно друг друга. Это разительный контраст с 60°, являющимися причиной распространенных .

Возможно, кольца появляются из-за плоских пирамидных кристаллов. Предположительно, кристаллы парят практически горизонтально, так же как обычные шестигранные пластинки. Такие же кристаллы были использованы при моделировании колец Боттлингера, хотя формирование последних могло происходить и другими путями.

Слева находится модель траектории лучей, созданная HaloSim для сопоставления размеров колец и изменения интенсивности. Для моделирования использовались кристаллы, верхние и нижние грани которых отклонялись на 3,5° от горизонтали. Это соответствует примерно (1, 0, −1.35), что абсурдно с точки зрения кристаллографии. Грани обычно повторяют плоскости атомов и ионов внутри кристаллической решетки и дают индекс Миллера, выраженный простыми целыми числами. Одно исключение делается для снежинкоподобных кристаллов с древовидной организацией ледяных отростков.

Простые кристаллы создают гало правильного размера. Есть три разных пути прохождения лучей через грани кристалла, которые формируют три кольца, похожие на те, что наблюдались.

Сходство обнадеживает и вполне подходит - но не настолько, как при моделировании других гало. Заманчиво думать, что несколько повторных моделирований - с раздельным изменением угла верхней и нижней граней, помещением плоских вершин сверху или снизу и отклонение от горизонтали - поможет доказательству. Это вызов. У нас есть теория, требующая нетипичных кристаллов, и предположения, которые не вполне верны.

И попробуйте сами!

Перевод: Анастасия Антошкина