Ореол при закате солнца
Солнечное гало – атмосферный феномен, который представляет собой яркие диски, дуги или пятна рядом с естественным источником света. Оно встречается редко и только при удачном совпадении нескольких факторов. Из-за этого его считают знамением небес, наделяя «даром» предсказания. Но с точки зрения науки здесь нет ничего сверхъестественного: расположенный вокруг солнца круг объясняется классическими законами физики. Самый элементарный пример – дисперсия лучей.
Природа оптического эффекта
Подобная иллюзия возникает в льдистых кристаллах воздуха, скопившихся в перистых облаках на уровне 5000-10000 м над землей. Под увеличением они напоминают шестигранные геометрические фигуры, которые плавно парят, опускаются или кружатся с постоянной угловой скоростью. Их кромки преломляют свет, разделяя на цветовой спектр. В итоге кажется, будто вокруг солнца радуга замыкается в яркое кольцо. Но это не так, потому что она отражается только в каплях воды, а тут – мельчайшие льдинки.
Два совершенно разных феномена обусловлены одним и тем же свойством тропосферы. Несмотря на общий принцип возникновения, солнечное гало по красоте превосходит даже венцы и ореолы. Такая особенность связана с оптическими характеристиками частиц: пластинок, столбцов, пирамид и призм правильной структуры. Они различаются по конфигурации и способу перемещения, поэтому разложение света в них неоднородное. В результате в разное время может наблюдаться около 70-ти видов гало.
Принципы классификации
Яркие окружности и дуги видны на одинаковом расстоянии от мощного источника излучения. Иногда у них есть симметричные пары, которые формируются в еще большем отдалении. Возможны и другие атмосферные образы: например, световые пятна. Именно их исследованием занимался голландец Марсел Миннарт. Благодаря трудам этого известного астронома наука систематизирует фигуры и круги вокруг солнца, выделяя несколько категорий:
- по ориентации и форме заледеневших микрочастиц – с горизонтальными столбчатыми, хаотичными пирамидальными, плоскими пластинчатыми, горизонтальными призменными или произвольно ориентированными кристаллами;
- по палитре – радужные полные (все 7 оттенков), неполные (комбинации желтого, оранжевого и красного), бесцветные, белые;
- по месту возникновения – отраженные, находящиеся в противоположной части неба, охватывающие все пространство, распложенные на среднем расстоянии, приближенные к источнику света.
По степени удаленности бывают феномены расходящихся и параллельных лучей. Солнечное гало относится к последней группе, тогда как в первую входят иллюзии от уличных огней. Их следует отличать от венцов – затуманенных дисков возле ярких небесных тел, которые обладают небольшим угловым размером (до 5 градусов) и возникают из-за дифракционного рассеивания облаков или тумана. Причем преломление происходит только в водяных каплях.
Основные разновидности
Нимб вокруг солнца может выглядеть совершенно по-разному. Это связано с падающими кристаллами, которые под влиянием атмосферного торможения занимают позицию с максимальным воздушным сопротивлением. Большие по площади частицы летят направленно, а маленькие образуют беспорядочное облако, подчиняясь законам флуктуации и броуновского движения. Отражение лучей тоже получается неравномерным. Отсюда и появляется множество непохожих между собой гало.
- Классические 22-градусные. Самые распространенные. Слабо окрашены в желтый, оранжевый и красный. Основная палитра белая из-за множественного преломления в боковых гранях микрокристаллов. Центр – на диске небесного тела.
- Большие 46-градусные. Наблюдаются не чаще раза в год. Образуются в равномерных и тонких облаках. Формируют вокруг солнца ореол с едва выраженным красноватым оттенком.
- Парагелические. Идеально белые. «Пронзают» светило по горизонтальной плоскости. Объединяясь с другими оптическими явлениями, создают новые феномены. Паргелии (пятна) появляются на пересечении с дисками 46º/22º благодаря вертикальным заледеневшим частицам. Кресты (знаменитые «крестные знамения») возникают в точках соединения со столбами, краснея на закате.
- Касательные дуги, окружающие 22-градусные круги вокруг солнца. Проступают под или над источником света. При высоте 45º похожи на овал. Со снижением к горизонту концы размыкаются. В нижней точке обе стороны смотрят вверх. В таком случае возможен феномен Парри, когда между ними проскальзывает еще одна радужная линия.
- Околозенитные дуги. Традиционные спутники 46-градусного кольца. Расположены сверху, сливаясь с его «макушкой», но могут быть и внизу, по двум сторонам от источника света. Окрашены ярко, с преобладанием насыщенно-зеленой палитры.
- Зенитные дуги. Встречаются редко, во время движения перистых облаков. Относятся к эллиптическим гало. Выглядят как половинки целой окружности 90º или 46º. По форме напоминают перевернутую радугу.
- Световые столбы. Образуются при отражении лучей от горизонтальных граней микрольдинок. Обусловлены движением столбовидных или плоских упорядоченных кристаллов. Возникают на восходе либо закате в безветренную погоду.
- Солнечное гало Гевелия. Слабо светящаяся окружность 90º. Сочетается с несколькими внутренними кольцами, симметричными относительно общего центра.
- Парантелии. Двусторонние «дублеры» светила, которые отдалены от него на расстояние 120º. Похожи на размытые белые пятна.
- Антелии. Единичные объекты напротив источника света (на противоположной части неба). Иногда комбинируются с антеллическими дугами, проходящими по двум сторонам от зенита.
Интересные факты
Кроме известных форм гало существуют также оптические явления, названные в честь их первооткрывателей. К ним относятся феномены Ловица, Вегнера, Хастингса, Лилеквиста, Боттлингера, Трикера, Гринлера и проч. Увидеть их можно в Антарктиде на высоте от 2,7 км до 3,5 км. Это происходит благодаря кристаллическому снегу, который опускается на землю в виде облака. Похожее наблюдается и на других континентах вдали от побережья, когда прямо в воздухе появляется иней. В мороз он образует алмазную пыль, усиливая блеск атмосферной иллюзии.
Из-за такой зрелищности нимб вокруг солнца когда-то считался плохим знаком. В Древней Руси его называли галосом и связывали с началом эпидемий, голода или войны. Достоверный летописный пример – «Слово о полку Игореве». В 1551-ом году масштабом оптического эффекта впечатлился даже суеверный Карл V, который из-за небесного знамения прекратил осаду Магдебурга. Позднее это атмосферное явление расценивалось как предсказание похолодания либо дождя.
Источник
Физика города: почему закаты красные и как предсказывать по ним погоду
Иллюстрация: Ольга Денисова
Мы наблюдаем закат каждый вечер, и каждый вечер он нас впечатляет, настраивает на медитативный лад и заставляет тянуться за смартфоном с камерой. Наши друзья из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» помогли разобраться, почему солнце и небо меняют цвет и как определить погоду на завтра без помощи метеорологов.
Если вы смотрите на заходящее солнце, сидя рядом с кем-то, ваш сосед увидит не совсем то же самое, что вы. Окраска луча зависит от того, как глаз воспринимает длину волны. А каждый человек в этом смысле чуточку уникален.
Солнце светит всеми лучами спектра одновременно. Короткие волны отвечают за фиолетовый цвет, а длинные – за красный. Однако эти волны попадают нам на сетчатку не напрямую, сначала они проходят сквозь атмосферу – газовый защитный слой Земли. Поскольку наша планета крутится вокруг Солнца, светило в течение дня находится в разном положении относительно ее поверхности, и толщина атмосферы, которая нас разделяет, также разная.
В полдень солнечные лучи проходят по короткому пути, падают отвесно и не успевают рассеяться. Именно поэтому с 12.00 до 15.00 нам приходится щуриться и носить темные очки. Вечером Солнце расположено перпендикулярно к позиции наблюдателя, преграда (атмосфера) в этот момент толще. Продраться через нее могут только длинные волны – красные. Вот почему этот цвет и его оттенки преобладают на небе во время заката.
Виды Москвы: летний закат с высоты птичьего полета
По цвету заката действительно можно определить погоду на ближайшие часы. Чем сильнее атмосфера заполонена облаками, тем сильнее она рассеивает лучи света. Лишь самые длинные, то есть самые красные, волны доберутся до нас. А значит алый закат – предвестник дождя. Тем же принципом прогнозирования можно руководствоваться на рассвете. Нужно только помнить, что утром атмосфера чище, чем в сумерках, так как не успела загрязниться, поэтому на восходе Солнце кажется ярче.
Екатерина Ефремова, Детский центр научных открытий «ИнноПарк»
О «Физике города»
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему под нами дрожит земля, когда под нами проезжает поезд метро? И может ли в Москве произойти землетрясение? Какими видят нас люди из космоса?
Мы предложили коллегам из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, сколько велосипедистов нужно для освещения столицы, какие оптические иллюзии можно увидеть в городе и как начать экономить энергию, не выходя из дома. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
Источник
Круглая радуга Гало: о чем предупреждает редкое явление
Ежегодно люди замечают большое кольцо или круг света вокруг солнца. Выглядит это явление очень интересно и необычно. Это круглая радуга Гало. Однако издавна этому явлению приписывали особые значения.
Гало – это
Солнечное Гало вызвано преломлением, отражением и рассеиванием света через ледяные частицы, находящиеся в тонких высокогорных перистых облаках. Когда свет проходит через эти ледяные кристаллы в форме шестиугольника, он изгибается под углом 22 °, создавая круговой ореол вокруг Солнца. Эффект призмы света, проходящего через эти шестигранные кристаллы льда, также разделяет свет на его различные цветовые частоты, делая ореол похожим на очень бледную радугу, с красным внутри и синим цветом снаружи.
Время от времени вдоль этих ореолов образуются более яркие области, создавая фиктивное солнце. Выглядит очень необычно и интересно, да и кажется, что это самое настоящее солнце!
Также есть лунное Гало. Однако его заметить сложно. Поскольку лунный свет не очень яркий, лунные ореолы в основном бесцветны, но можно заметить оттенки красного внутри и синего снаружи гало. Однако эти цвета более заметны в ореолах вокруг солнца. К слову, небо, окружающее ореол, всегда темнее.
К чему появляется круглая радуга
Фольклор говорит, что солнечные Гало могут предсказать погоду. В целом, появление Гало всегда является симптомом плохой погоды.
Существует старая поговорка: кольцо вокруг солнца скоро означает дождь. В этом высказывании есть доля правды, потому что высокие перистые облака часто появляются перед дождем. Но даже если небо выглядит довольно чистым, то ореолы являются признаком высоких тонких перистых облаков, дрейфующих над головами людей на 20 000 футов и более.
Также это явление является признаком наступления сильных морозов и снега. Но, как было сказано выше, это не просто суеверия, они имеют научные доказательства.
Суеверия
Гало интересное явление, которое наблюдается на небе долгие годы. Когда-то Гало даже считали огненным ангельским мячом.
Также считается, что увидеть это редкое явление удается далеко не всем. И те, кто его увидят настоящие счастливчики, которым в скором времени очень сильно повезет. Возможно и правда, счастье ждет тех, кто увидел хотя бы раз в жизни это явление. Также в народе это явление часто связывали не только с погодой, но с счастьем и благополучием.
В основном никаких суеверий вокруг этого явления нет. Ведь оно всегда помогало предсказывать погоду и всегда было связано исключительно с погодой.
Источник
Ореол при закате солнца
Одно из самых впечатляющих природных чудес – явление гало. Тот, кому посчастливилось хоть однажды его увидеть, долго находится под впечатлением от созданной природой красоты. Что такое гало? Как образуется необычное свечение на небе? Постараемся найти ответы на эти вопросы.
Что такое гало
В понятии большинства людей гало – это радужное свечение вокруг Солнца или Луны. Оно может напоминать круглую радугу, дуги или окружности, и даже принимать самые немыслимые формы.
А объясняется все просто. Атмосферное явление возникает при преломлении световых лучей кристаллами льда. Чтобы радужное сияние появилось вокруг источника света, необходимо наличие этих миниатюрных кристаллов в низких слоях атмосферы или перистых облаках. Свет отражается от граней или основания ледяных столбиков: падая, они вращаются, дрожат или неподвижно парят. В зависимости от их положения преломление лучей происходит под разными углами. Иногда можно увидеть второй светящийся ореол и размещенные на нем ложные «Солнца» или «Луны». По законам физики, они всегда находятся на той же высоте над горизонтом, что и настоящая звезда или спутник Земли.
Лунное гало практически ничем не отличается от ореола, возникшего в дневное время вокруг Солнца. Природа их появления точно такая же.
Очень часто круги вокруг Луны можно увидеть во время полнолуния. Светящийся в морозную погоду диск – завораживающее зрелище. Кольцо вокруг Луны, освещающее звезды, можно увидеть на многочисленных снимках любителей ночной «охоты».
История
В переводе с греческого «гало» означает «круг» или «диск». Этому необычному оптическому феномену всегда уделяли большое внимание. В древности появление в небе нескольких копий Солнца, ярких дуг или световых крестов вызывало неподдельный страх. Люди считали эффект гало предвестником разрушительных войн, голода, больших бед и неприятностей.
В июле 1794 года жители Петербурга стали свидетелями странного небесного представления. Известный астроном Т. Ловиц описал это явление как одновременное появление в небе двенадцати дуг и кругов, девять из которых были разноцветными.
Во время осаждения Магдебурга войсками короля Испании Карла V произошло настоящее чудо: над городом вдруг засияло сразу три Солнца. Приняв это как предупреждающий знак, испуганный правитель отказался от решающей атаки и снял осаду.
После поражения Наполеона французы увидели появление яркого пятна над Солнцем. По форме оно напоминало треугольную шляпу, которую носил император. Подданные связали поданный небесами знак с возвращением Наполеона из ссылки с острова Святой Елены.
Французский ученый К. Фламмарион подробно изучил хронику появлений гало и пришел к выводу, что данное явление напрямую связано с каким-либо важным событием.
О предзнаменованиях, связанных с появлением непонятных свечений, рассказали в своих произведениях Шекспир и Джек Лондон.
Доподлинно известно, что появление в небе яркого круга является предвестниками плохой погоды. Часто после такого явления на землю обрушиваются метели и бураны.
Причины появления
Форма и вид гало зависит от структуры и характера поведения ледяных кристалликов, которые образуются в верхних слоях атмосферы. Преломляясь, свет делится на спектры. В результате круг приобретает различные цвета, похожие на радужные, но в меньшем количестве. Для того, чтобы в зимний день появилось солнечное гало, необходимо наличие трех факторов: крепкого мороза, яркого Солнца и высокой влажности.
Многих интересует вопрос, бывает ли радуга зимой. Увидеть «зимнюю радугу» – настоящее везение. Если в летние дни для ее появления достаточно преломления света в капельках воды, то в зимнее время она образуется только в том случае, если на дворе ярко светит Солнце, стоит крепкий мороз, при этом в атмосфере наблюдается высокая влажность.
В сильный мороз кристаллы льда образуются близко от поверхности земли, создавая эффект «алмазной пыли», переливаясь и блестя на Солнце.
В Антарктиде гало можно наблюдать достаточно часто. На высоких склонах создаются идеальные условия для их формирования. Сильный ветер поднимает ввысь снежные облака: образующиеся кристаллы отражают свет и создают причудливые окружности разных расцветок.
Виды гало
Существует более 150 видов этого загадочного явления. Чаще всего люди наблюдают 22-градусное гало, которое находится на близком расстоянии от светила:
Редкостью являются дуги и окружности, расположенные под углом в 46 градусов относительно Солнца:
Самыми же завораживающими в природе являются гало, занимающие все пространство неба. Что касается цветов, то преобладают белый, красный и оранжевый. Светлые круги вокруг Солнца – не что иное, как смешение других оттенков. Изредка появляется нимб полного спектра.
Разновидность гало, носящее название паргелий, похоже на радужный диск с кажущимися спутниками Солнца, который сложно не заметить на небосводе как днем, так и ночью:
Появляется этот оптический вид в результате медленного падения кристаллов льда, которые в этом случае похожи не на стерженьки, а на пластины. Практически невесомые пластинки под действием воздуха разлетаются в горизонтальном направлении, не имея возможности перевернуться. Преломление света от нестандартно расположенных частиц дает такой поразительный эффект. О паргелии слагали легенды, сравнивали его с НЛО и другими мистическими вещами, отражали в художественных произведениях.
Одна из разновидностей паргелия – антигелий (антисолнце, противосолнце), когда на небосводе рядом с Солнцем и на одной с ним высоте визуализируется яркое пятно, создающее эффект второго светила:
Необычно смотрится и так называемый солнечный столб:
Обычно он тянется вверх при восходе или закате звезды. Бывает, что столб пересекается с дугой, и в небе можно увидеть крест. Особенно зловеще он смотрится на закате, принимая ярко-багровый цвет. Вертикальные столбы образуются, когда кристаллы вращаются вокруг горизонтальной оси; горизонтальные – наоборот, кружатся вокруг вертильльной оси.
При наличии в небе перистых облаков иногда можно увидеть зенитную или «перевернутую» радугу:
Иногда светящаяся окружность располагается не вертикально, а горизонтально. Она носит название «субгало».
Метеорологические факторы во многом влияют на формы и виды гало. Некоторые из них бывают настолько неожиданными и причудливыми, что ставят человека в ступор, заставляя испытывать неизведанные до сего момента эмоции. Это объясняет веру людей в мистическую силу этого явления.
Чем солнечное гало отличается от радуги
Несмотря на внешнее сходство, радуга и гало – это разные явления:
- Радугу можно увидеть только в том случае, если стоять к светилу спиной. Гало же всегда возникает вокруг Солнца.
- В привычной разноцветной дуге присутствуют все присущие ей цвета, в нашем же случае видны только красный и оранжевый тона: в редких случаях можно наблюдать весь спектр или напротив – неокрашенные гало. Красный спектр радуги находится у ее внешних границ. В гало багровые оттенки расположены ближе к Солнцу.
- Радуга образуется в результате преломления света в каплях воды, которые постоянны и одинаковы. Внешний вид гало зависит от кристалликов льда, которые могут видоизменяться и совершать различные движения.
Кольцо вокруг Солнца – самый простой способ удивить наблюдающих. Кристаллы могут выстроиться таким образом, что в небе возникают целые картины, образующие круги около Солнца, состоящие из нескольких спутников или необычных предметов.
Гало на небе – уникальное природное явление, напоминающее волшебство и очаровывающее необычными формами. Изучение этого феномена – возможность взглянуть на него другими глазами, изучить природу и понять, что цветные круги – результат оптических иллюзий, живущих по законам физики. При наблюдении за ярким ореолом не стоит забывать о безопасности и надевать темные солнцезащитные очки.
Источник