Гало

Эта статья прошла проверку экспертом
Материал из «Знание.Вики»
Классическое 22-градусное гало вокруг Солнца в Гималаях (Непал)

Гало́ (от др.-греч. ἅλως «круг, диск»); также а́ура, нимб, орео́л — группа атмосферных оптических явлений. Они возникают вокруг источника света и имеют разнообразные формы — от круга и кольца до дуги, светового столба или «алмазной пыли»[1].

История наблюдений

Гало наблюдали ещё с древних времён. Оно иногда сопровождало некоторые важные события, вызывая у людей страх или тревогу, поскольку ему приписывали мистическое значение. Так, например, в «Cлoвe o пoлку Игopeвe» говорится, что до наступления половцев и пленения Игоря «чeтыpe coлнцa зacияли над pуccкoй землёй». Это было воспринято как знамение, предвещающее большую беду. В истории много и других похожих примеров[2].

Также данное природное явление упоминается в летописях начала XII века[3]:

Стояло солнце в круге, а по середине круга крест, а по середине креста солнце, а вне круга по обе стороны два солнца, а над солнцем вне круга дуга рогами на север; такое же знамение было и в луне, такого же точно вида, в течение трёх дней 4, 5 и 6 февраля, днём в солнце, а ночью в луне, три ночи подряд.

Кроме того, гало и подобные ему оптические явления использовались для предсказания погоды. Народные приметы различных народов связывают появление гало с определёнными погодными условиями, например, с дождём или похолоданием[4]. В изучении и систематизации гало значительный вклад внёс голландский астроном Марсел Миннарт.

Физика явления

Лунное гало

Физическое объяснение явления гало связано с ледяными кристалликами, образующимися в верхних слоях атмосферы, от их структуры и характера поведения зависит форма и вид гало. При преломлении и разложении лучей света в этих кристаллах возникают дуги и окружности, образующие характерные формы гало. Гало можно наблюдать в любое время года. Чаще наблюдается в морозную погоду. Наиболее благоприятные условия для гало — наличие яркого солнца, высокой влажности и крепкого мороза. Особенно часто гало встречается за полярным кругом, где условия для образования ледяных кристалликов наиболее благоприятные[4].

Формы и виды гало

Форма гало определяется позицией кристаллов при их падении в атмосфере. Когда они тормозятся в атмосфере, они принимают определённую позицию, что создаёт наибольшее сопротивление воздуха. Однако из-за броуновского движения и атмосферных флуктуаций мелкие кристаллы распределяются хаотично в облаке, в то время как крупные столбчатые кристаллы и пластинки более подвержены атмосферному торможению из-за своей большей поверхности и поэтому они падают ориентированно.

Формы гало:

  • Чаще всего гало можно видеть в виде окрашенного всеми цветами радуги круга угловым радиусом 22° вокруг солнца;
  • Реже можно встретить гало в виде концентрических кругов с вторым кругом угловым радиусом 22° и 46°;
  • Очень редко можно увидеть гало Гевелия, представляющее собой круг в 90°;
  • Иногда можно наблюдать белый горизонтальный круг, параллельный горизонту и проходящий через солнце. На пересечении этого круга с кругами гало 22° и 46° появляются яркие радужные пятна — ложные солнца и ложные луны;
  • Бывает, что видны только нижние половинки гало, а также эллиптические гало. Среди таких необычных форм встречаются радуги, выгнутые в обратную сторону, которые, вероятнее всего, являются нижними частями кругов гало 46° или 90°.

Виды гало:

По форме и ориентации кристаллов:

  • Произвольно ориентированные кристаллы,
  • Горизонтально ориентированные столбчатые кристаллы,
  • Горизонтальные призмы,
  • Плоские пластинки,
  • Хаотичные и ориентированные пирамидальные кристаллы.

По цвету:

  • Белые,
  • Бесцветные,
  • Радужные, неполные (красный, оранжевый и белый цвет),
  • Радужные полные (весь спектр цветов).

По удалённости от источника света:

  • Гало параллельных лучей (от солнца, луны и некоторых ярких небесных светил),
  • Гало расходящихся лучей (от фонарей и прожекторов).

По расположению:

Редкие вариации гало

  1. Антелий — белое пятно, довольно размытое, располагается на противоположной стороне от светила, в месте паргелического круга.
  2. Парантелии — это пятна, очень похожие на антелии, которые появляются в паргелическом круге на расстоянии 120 градусов от светила как справа, так и слева от него.
  3. Антелические дуги — это обычно белые дуги, которые идут от антелия к светилу и проходят по обеим сторонам от зенита на определенном расстоянии от него.
  4. Дуга Парри — она находится между верхними концами касательной 22-градусного круга и имеет радужную окраску[6].

Паргелия или ложные солнца

Солнечные зайчики, Паргелия; ранний вечер в Оранже (Юг Франции)

Они также входят в «гало-семью», но это более редкое явление. Паргелии выглядят как яркие световые пятна по бокам солнца, часто несимметричные и неправильной формы. Эти явления можно увидеть при закате или восходе, когда солнце находится низко над горизонтом. При сближении с поверхностью земли, ледяные кристаллы выстраиваются вертикально вниз, чтобы преодолеть сопротивление воздуха. Чем плотнее облако из кристаллов, тем сильнее поток преломлённого света, который и образует паргелии по бокам от солнца.

Почему паргелии являются более редкими, чем гало? Ответ прост: воздух ближе к земле теплее. Для образования больших кристаллов рядом с поверхностью требуется морозная погода с температурой ниже нуля градусов по Цельсию. Такие «подарки» чаще всего приносят с собой антициклоны, сопровождающиеся холодной морозной погодой. Паргелии обычно наблюдаются в северных регионах, таких как Петербург, Петрозаводск, Мурманск и Финляндия. Они могут появиться южнее раз в год или раз в несколько лет, например, в Москве или Твери, но обычно в более бледном виде.

Зачастую паргелии можно увидеть на пересечении двух гало: вертикального и горизонтального. Горизонтальное гало называется паргелическим кругом. Однако видеть его полностью — это редкое счастье. Такое явление возникает, когда свет отражается от вертикальных граней ледяных кристаллов, которые равномерно распределены по небу.

В полнолуние можно увидеть ложные луны, называемые парселенами. Они также могут иметь красноватый оттенок, но их трудно заметить невооружённым глазом. Свет луны гораздо тусклее, чем свет солнца, и недостаточно яркий для того, чтобы стимулировать колбочки сетчатки, отвечающие за цветовое восприятие. Идеальные условия для наблюдения парселен возникают в холодные ясные ночи[7].

Огненная радуга

Круговая дуга (огненная радуга) в Непальских Гималаях

Огненная радуга — это тоже гало, но очень редкое и нечасто встречающееся явление. Она возникает в результате преломления светового луча, падающего на верхнюю или нижнюю грань кристалла, и выходит через одну из его боковых граней. При таком преломлении свет распадается на спектральные составляющие, подобно обычной радуге, и образует яркую разноцветную полосу. Однако для наблюдения огненной радуги необходимо соблюдение нескольких условий. Для этого кристаллы должны иметь приблизительно плоскую форму, а не вытянутую, и располагаться горизонтально. Солнце также 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.

Лучше всего огненную радугу можно наблюдать в горах. Благодаря большому пространству внутри льдинки, световые лучи проходят довольно длинный путь, и в результате дисперсии белый луч разделяется на цветные составляющие. Облака в этом случае начинают светиться всей цветовой гаммой спектра[7].

Световые столбы

Столбы света, замеченные холодной январской ночью над деревней Раубичи в Беларуси.

Световые столбы могут быть видны на рассвете или закате. Когда солнце находится низко, а в воздухе над землей находятся плоские ледяные кристаллы, свет отражается от них, как от водной поверхности. При закате солнце приобретает золотистый, оранжевый или красный оттенок, и столб принимает ту же окраску.

Световой столб лучше всего наблюдать, когда солнце немного закрыто горизонтом, домом или деревом, чтобы не загораживать обзор. Иногда в городах или их окрестностях ночью можно наблюдать целый лес световых столбов, потому что свет отражается от фонарей и других источников освещения. Такой «лес» может быть разноцветным из-за разноцветного освещения уличных фонарей: синего от ртутных ламп, жёлтого от натриевых и зелёного от неоновых.

Для наблюдения таких явлений рекомендуется одеться теплее — температура должна быть не выше минус 20 градусов Цельсия. Чаще всего эти явления наблюдаются в северных странах, таких как Финляндия, Норвегия, Швеция, а также в Сибири и на Крайнем Севере[7].

Техника наблюдения и фотосъёмки гало

При наблюдении гало, желательно воспользоваться чем-либо, что позволяет скрыть солнце или даже просто рукой, чтобы избежать возможного повреждения глаз. Снять гало на камеру и просто и сложно одновременно, хотя любая камера способна сделать это. Проблема заключается в том, что из-за интенсивности солнечного света и контрастности, фотографии с гало получаются неудачно, особенно если само солнце попало в кадр — гало при этом выглядит тускло и цвета пропадают. Чтобы получить качественные снимки, при съемке гало, рекомендуется следовать следующим рекомендациям:

  • На сколько возможно, заслоняйте солнце: можно использовать руку, здание или другие предметы.
  • Если небо покрыто облаками и гало можно рассмотреть без ощутимого дискомфорта, то можно снимать гало вместе с солнцем без использования фильтров. Такие условия возникают во время рассвета и заката, или при наличии плотных облаков[8].

Галерея

Примечания

  1. ↑ Гало. Грамота.ру – справочно-информационный интернет-портал «Русский язык». Дата обращения: 30 сентября 2020.
  2. ↑ Арабаджи В. Радуга. Венцы, гало. Загадки простой воды. Классная физика (10 марта 2018). Дата обращения: 29 сентября 2023.
  3. ↑ Борисенков Е. П., Пасецкий В. М. Экстремальные природные явления в русских летописях XI—XVII вв / Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды; Главная геофизическая обсерватория имени А. И. Воейкова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — С. 120.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Что такое гало кратко. Образовательный портал (29 сентября 2023). Дата обращения: 30 сентября 2023.
  5. ↑ Зверева С. В. В мире солнечного света. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988. — 160 с. — ISBN 5-286-00078-9.
  6. ↑ Галынский В. Редкое гало. Гало — наблюдения и фотографии гало со всего мира (18 июня 2015). Дата обращения: 30 сентября 2023.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Солдатов А. Гало, ложные солнца, световые столбы: как их отличить и где искать?. Новости в России и мире - ТАСС (28 января 2022). Дата обращения: 30 сентября 2023.
  8. ↑ Галынский В. Как фотографировать гало. Гало — наблюдения и фотографии гало со всего мира. Дата обращения: 30 сентября 2023.
WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Гало&oldid=710615