Гало

Галό (від  — «сяйво, німб») — оптичне явище в атмосфері, що виникає внаслідок заломлення та відбиття світла в льодяних кристалах. Найчастіше спостерігається в перисто-шаруватих хмарах. Найпоширеніша форма гало — світле слабко забарвлене коло навколо Сонця чи Місяця. Досить часто простежуються яскраві кольорові плями обабіч Сонця — несправжні сонця чи паргелії, яскрава кольорова дуга з центром у зеніті — зенітна дуга, світлові стовпи, що йдуть вгору та вниз від світила. Всього відомо понад 100 видів гало. Переважна їх більшість — рідкісні та спостерігаються лише в країнах з суворим кліматом, наприклад, поза Полярним колом. Поява гало часто свідчить про зміни в погоді — похолодання, прихід вологих атмосферних фронтів.

В Україні гало можна спостерігати 70–120 разів на рік, але воно здебільшого малопомітне. Яскраве й добре помітне гало з'являється 10–20 разів на рік.

Утворення

Гало є наслідком поєднання умов атмосферної оптики, погоди та кристалографії льоду. Для появи гало потрібне яскраве джерело світла, наявність у атмосфері рівносторонніх шестикутних кристалів льоду (сніжинок), та їхнє рівномірне розташування в повітрі. Кристали розміром від 50 до 500 мкм під дією сили тяжіння Землі та опору повітря розташовуються доволі однаково. Оскільки вони мають два показники заломлення, залежно від оптичної осі кристала, і при цьому не розміщені строго паралельно, гало виходить не однакового кольору, а, як правило, веселкове. Однак, червоний, помаранчевий та жовтий кольори помітніші на фоні блакитного неба. Позаяк промені, заломлені в кристаликах, поширюються в різних напрямках, зумовлених положенням кожного кристала, то кожен спостерігач бачить власне гало, зі своєї точки зору.

Тип гало залежить від форми та розташування кристалів. Найпоширеніше гало у вигляді кільця з Сонцем у центрі, але бувають у вигляді дуги, світних плям і стовпів. За типом гало, яких нараховується понад 100, можна визначити атмосферні умови на значній висоті. Наявність умов, які спричиняють гало, свідчить про наближення атмосферного фронту.

Хоча фізичні підстави утворення гало та веселки однакові, різниця полягає в тому, що кут заломлення променів у водяних краплях набагато більший, ніж у кризі, тому веселка завжди спостерігається у частині неба, протилежній Сонцю. Натомість гало оточує Сонце чи Місяць на порівняно невеликій відстані.

Гало може утворюватися не тільки через льодяні кристали в атмосфері, а й через інші прозорі часточки. У 2021 році гало зафіксовано на Марсі, де його створюють кристалики CO2. Астрономи припускають, що на екзопланетах типу «гарячих юпітерів» гало утворюються завдяки завислим у атмосфері силікатним кристалам. У невагомості такі види гало, як паргелії, неможливі, позаяк відсутні сили, що вирівнювали б розташування кристалів.

Деякі рідкісні види гало, ймовірно, зумовлюються антропогенними факторами, такими як викиди в атмосферу чи сильні електромагнітні поля.

Різновиди

22-градусне гало Найпоширеніший різновид гало — кільце з кутовим радіусом, дуже близьким до 22°. Воно виникає, якщо небо затягнуте високими й тонкими хмарами з мільйонами крихітних кристаликів льоду. Кожен кристалик діє як мініатюрна призма. Більшість кристаликів має форму витягнутих шестигранників. Світло входить крізь одну грань такого кристала й виходить крізь іншу, заломлюючись на 22°. Іноді, залежно від хмарності, може бути видно лише частину повного кола. Оскільки синє світло заломлюється дещо сильніше від червоного, то кільце виходить специфічно забарвленим: зовнішній край у нього синюватий, а внутрішній — червонуватий. Небо всередині гало помітно темніше за решту неба.

46-градусне гало Подібне до попереднього, однак, ширше і зустрічається рідше, коли кристалики мають форму прямокутної призми. Це гало менш яскраве за 22-градусне.

Інші круглі гало Гало на практиці спостерігаються з кутовим радіусом 4° до 50°: гало Ван Бюйсена (8°), Гайдена (14°), Холла (17°), Дютейля (24°), Шайнера (28°), Фейє (32°) та Берні (45°). Вони утворюються кристаликами льоду складніших форм.

Паргелії

Паргелії або хибні Сонця, — це світлові плями, розташовані на тій самій висоті, що й Сонце, та на певній кутовій відстані від нього. Як правило, розташовані симетрично від Сонця, ближче до якого — червоні, а з протилежного боку — сині. Для їх утворенні кристалики повинні бути розташовані паралельно. У випадку з Місяцем аналогічне явище називається парселеною.

Пов'язане явище — паргелічне коло для Сонця та парселенічне коло для Місяця, що мають вигляд горизонтальної лінії, яка тягнеться через небо на тій же висоті, що й світило.

Схоже явище — нижнє Сонце, утворене внаслідок відбиття сонячного світла від пластинчастих кристалів льоду в хмарах. Воно може спостерігатися тільки з висоти, дивлячись вниз. Має вигляд яскравої плями під справжнім Сонцем.

Світлові стовпи

Світлові стовпи — це вертикальні смуги світла, що тягнуться від Сонця під час його заходу чи сходу, найчастіше — коли світило розташоване на висоті до 6° над горизонтом або під ним.

Це явище виникає завдяки гексагональним пласким або призматичним кристаликам льоду, наявним у сильно охолоджених шарах атмосфери. Під час вільного падіння в атмосфері такі кристали розташовуються горизонтально, а їхні грані відбивають сонячне світло у вертикальній площині. У результаті спостерігач бачить світло, відбите лише тими кристаликами, що розташовані на одній вертикалі з сонячним диском.

Світлові стовпи нерідко утворюються від Місяця, міських вогнів та інших яскравих джерел світла, включно з планетами. Можливі стовпи над і під джерелом світла. Нижні стовпи найкраще видно з узвишшя, коли внизу є крижана хмара.

Світлові дуги Світлові дуги, дотичні до 22° або 46° гало, часто короткі і можуть мати вигляд просто світлових плям. Коли джерело світла розташоване трохи вище горизонту, верхня дотична дуга має V-подібну форму. Над Сонцем може виникати циркумзенітальна дуга у вигляді переверненої веселки, коли Сонце розташоване під кутом менше 32° від горизонталі. Якщо кут підйому джерела світла перевищує 58°, можна спостерігати випрямлену (циркумгоризонтальну) дугу.

22° гало іноді супроводжує надлатеральна арка, розташована вище. Нижче рівня паргелічного кола також буває інфралатеральна арка.

Галерея

Див. також Глорія (гало) Паргелій

Література

Примітки

Посилання

Коли з'являється гало на Universe Space Tech

Гало в Україні: фотоспостереження, статистика