Когда появляется гало

Все мы хоть раз в жизни видели радугу — красивое цветное оптическое явление, возникающее в результате преломления солнечного света в каплях воды. Она ассоциируется у нас с весенними или летними дождями. Увидеть ее в холодное время года почти невозможно. Но существует еще один атмосферный феномен схожей природы, который часто бывает виден и зимой, причем он связан не только с Солнцем, но и с Луной. Этот феномен называется «гало».

Солнечное гало на перистых облаках

Главная разница между радугой и гало заключается в том, что за образование первой «отвечают» капли жидкой воды, а второе возникает благодаря кристалликам водяного льда. Они обычно имеют форму шестигранной призмы. Световой луч, падающий на одну из граней, преломляется, проходит сквозь призму, еще раз преломляется и выходит из нее, отклонившись от исходного направления на 22°.

Поскольку лучи, приходящие к нам от Солнца или Луны, можно считать параллельными, а ледяные кристаллики в воздухе ориентированы случайно, каждый из них образует дополнительный «лучик», отклоненный на 22° от направления на источник света. Совокупность таких лучиков, поступающих к нам от множества хаотично повернутых льдинок, выглядят для наблюдателя как круг, в центре которого находится наше дневное или ночное светило.

В случае гало вокруг Солнца можно заметить, что внутренний край светлого кольца имеет красный оттенок, а внешний — голубой. Это проявления обычной дисперсии, то есть неодинакового преломления света с разной длиной волны (разного цвета). Благодаря тому же явлению мы видим цвета радуги. Разница заключается в том, что, во-первых, угол преломления лучей в водяных каплях гораздо больше — именно поэтому мы наблюдаем радугу в части неба, противоположной Солнцу, в то время как гало находится недалеко от него. Во-вторых, поверхность капель можно считать идеально чистой, а форму — очень близкой к сферической. В то же время грани ледяных кристаллов часто имеют микроскопические дефекты, приводящие к увеличению рассеяния света и «размыванию» цветов. По той же причине ширина кольца гало заметно превышает видимый диаметр солнечного и лунного дисков.

Искривление светового луча на ледяных хрусталиках (вверху) и в каплях воды

Чтобы увидеть гало вокруг Луны, необходимо, чтобы на небе присутствовала собственно Луна в достаточно большой фазе. Это случается не так уж редко. По подсчетам метеорологов, в каждой точке суши гало наблюдается примерно дважды в неделю: один раз — солнечное, второй — лунное. Поэтому называть это явление «редким» было бы неправильно.

Несмотря на то, что «небесный круг» образуется на кристаллах льда, его часто бывает видно и летом. На больших высотах температура воздуха всегда ниже нуля по Цельсию, и вода там присутствует исключительно в твердом виде. Когда в небе над определенной местностью появляется достаточно большое поле полупрозрачных перистых облаков, сквозь которое просвечивает Солнце, почти наверняка на нем появится и гало.

Сложное гало с «фальшивыми солнцами» (оранжевые пятна в верхней части кадра — блики на оптике)

Напоследок стоит добавить, что льдинки, ответственные за появление гало, могут иметь и более сложную форму. Бывает, что большая их часть «зависает» в воздухе почти в одинаковом положении. Тогда отраженные от них солнечные или лунные лучи мы видим уже не как кольцо, а другие странные фигуры. К примеру, над Солнцем, находящимся низко над горизонтом, появляется вертикальный «огненный столб». В некоторых случаях формируется светлая полоса, параллельная горизонту. В местах пересечения такой полосы с «обычным» круговым гало наблюдаются «фальшивые солнца» — паргелии.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine