Гало, ложные солнца, световые столбы: как их отличить и где искать?

В феврале, по прогнозам Гидрометцентра, Центральную Россию ожидают морозы. А значит, больше шансов увидеть такие необычные атмосферные явления, как гало, ложные солнца и световые столбы. Когда воздух насыщен кристалликами льда, они действуют как стекла, преломляя или отражая свет своими гранями. Что из этого получится — зависит от формы кристаллов, их ориентации по отношению к земле и расположения источника света.

Замерзая, капельки воды в воздухе переходят в кристаллическую форму: молекулы выстраиваются в группы по шесть, поэтому ледяные кристаллы почти всегда шестиугольные или шестигранные. Чем ниже столбик термометра, тем более крупными получаются кристаллики. При минус 20 в облаках образуются снежинки-пластинки. Если температура опускается еще ниже, в воздухе уже летают продолговатые снежинки-карандаши.

Дальше — дело за солнцем.

Гало

Яркий ореол вокруг солнца, луны, а также некоторых звезд, планет, фонарей и прожекторов можно наблюдать в любое время дня и ночи. Для этого между светилом и наблюдателем должен быть слой ледяной пыли. Например, когда на небе не очень плотные перистые облака (при плотных мы увидим только легкое свечение). В отличие от кучевых, которые насыщены водяным паром, перистые облака — ледяные. Гало можно увидеть и летом, но зимой оно смотрится эффектнее.

Чтобы образовалось гало, вода в облаке должна быть в форме призмы. Проходя через каждую льдинку, свет преломляется, то есть идет дальше уже не прямо, а под углом. Из-за этого нам кажется, что вокруг основного источника света есть и другие. Когда кристаллов много и они расположены хаотично, получается ровный светящийся круг. А иногда и не один. В редких случаях на небе возникают сложные узоры из нанизанных друг на друга окружностей. Но и одиночное гало может быть завораживающим, особенно когда оно искрится разными цветами.

При прохождении светового луча через ледяной кристалл свет не просто преломляется, но и распадается на разные цвета. То же происходит с каплей воды — поэтому мы видим радугу после дождя или у водопада. Но ледяные кристаллы — более плотная среда, чем капли чистой воды. Из-за этого большинство цветов спектра поглощаются, и мы видим только красный и желтый. Чем крупнее кристаллы, чем более правильной они формы, тем ярче пылает окружность. Когда кристаллы маленькие и расположены хаотично, цвета смешиваются и окружность получается белой.

Условия для возникновения гало часто складываются зимой при переходе от ясной морозной погоды к более теплой и влажной. Воздух еще достаточно холодный, но небо уже закрывают тонкие перистые облака. За полярным кругом, где в воздухе постоянно присутствует "алмазная" пыль из ледяных кристаллов, гало можно наблюдать чаще.

Паргелии, или ложные солнца

Это тоже члены "гало-семьи", но за ними уже придется серьезно поохотиться. Выглядят они как яркие световые пятна по бокам солнца, часто неровной формы. Их можно видеть на закате или восходе, когда солнце еще близко к земле. Приближаясь к поверхности, ледяные кристаллы чаще выстраиваются в одинаковом направлении — вертикально вниз, чтобы преодолеть сопротивление воздуха. Чем гуще облако кристаллов, тем мощнее поток преломленного света. Этот поток и образует по бокам солнечных двойников.

Почему паргелии — более редкое явление, чем гало? Дело в том, что ближе к земле воздух теплее. А для образования крупных кристаллов рядом с поверхностью нужны десятки градусов мороза. Такие "подарки" обычно приносят с собой антициклоны с холодной морозной погодой. Чаще их наблюдают на Севере — в Петербурге, Петрозаводске, Мурманске или Финляндии. Примерно раз в год или несколько лет оно может появляться и южнее (например, в Москве или Твери). Но там, как правило, паргелии более блеклые.

Часто паргелии можно увидеть на пересечении двух гало — вертикального и горизонтального. Горизонтальное гало называется паргелическим кругом. Его очень редко удается увидеть целиком. Такое явление возникает, когда свет отражается от вертикальных граней ледяных кристаллов, которые почти равномерно распределяются по небу.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

Солнечный свет слишком ярок для глаз — хотя и кажется, что в рассеянном виде он мягче. Поэтому наблюдать гало лучше в солнцезащитных очках. Разумнее всего выбрать качественные очки с высоким уровнем защиты от ультрафиолетового излучения. Глядя на гало, солнце лучше всего закрывать каким-либо предметом или, например, ладонью. То же самое следует делать и при фотосъемке этого явления. Иначе изображение может оказаться недостаточно четким.

Ночью во время полнолуния можно наблюдать ложные луны — парселены. Они тоже бывают окрашены в красноватый цвет, хотя трудно заметить глазом. Свет луны гораздо более тусклый — его не хватает для того, чтобы возбудить колбочки — клетки сетчатки, чувствительные к цвету. Идеальные условия для парселены — ясная и морозная ночь.

Огненная радуга

Это тоже гало, но очень необычное и не так широко распространенное. Оно образуется, когда световой луч падает на верхнюю или нижнюю часть кристалла, а выходит через одну из боковых граней. При преломлении свет распределяется на спектр, как в обычной радуге, — получается яркая разноцветная полоса. Но чтобы увидеть ее, должно совпасть сразу несколько условий.

Кристаллики льда должны быть относительно плоскими, а не вытянутыми, горизонтально расположенными, а солнце должно находиться достаточно высоко в небе (не ниже 58 градусов над горизонтом). Севернее 55 градусов северной широты (а это, например, Москва) или южнее 55 градусов южной широты его не увидишь: солнце здесь так высоко не поднимается.

За огненной радугой лучше ехать в горы. Из-за того что лучам приходится проходить достаточно большой путь внутри льдинки, дисперсия весьма сильно разделяет белый луч на цветные составляющие, и облака начинают действительно полыхать всеми цветами спектра.

Световые столбы

Иногда на рассвете или закате можно увидеть над горизонтом вытянутую солнечную дорожку — как если бы небо было гладью прозрачного озера. Когда солнце находится низко, а в небе над землей медленно падают плоские кристаллики льда, свет отражается от них, как от водной глади. На закате солнце становится желтым, оранжевым или красным, и столб принимает тот же оттенок.

Лучше всего световой столб виден, когда солнце немного скрыто за горизонтом, домом или деревом и не засвечивает обзор. Иногда ночью в городе или рядом с ним можно наблюдать даже целый световой лес — из-за того, что свет отражается от фонарей и других источников света. Такой "лес" часто бывает разноцветным из-за разного цвета ламп — синеватого от ртутных, желтого от натриевых и зеленого от неоновых.

Чтобы увидеть такое явление, лучше одеться потеплее — температура должна быть не выше минус 20 градусов. Чаще всего его наблюдают в северных странах — Финляндии, Норвегии, Швеции — или в Сибири и на Крайнем Севере.