Хало (оптика атмосфере)

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
46° хало (спољашњи прстен) заједно са 22° хало, лажним Сунцима и горњим тангенцијалним луком.
Хало око Сунца снимљен у Сибиру 11. априла 2017.
Циркумзенитални лук виђен у Салему, Масачусетс, 27. октобар 2012. Такође се могу видети супралатерални лук, Паријев лук и горњи тангенцијални лукови.
Најобичнији халои и ретке појаве облика халоа.
Ледени кристали у присуству којих настаје хало и његови облици: лево горе - хексагонална плочица са 4 назначене осе, десно горе - хексагонални стубић, лево доле - стубић с капицом у облику хексагоналне плочице, десно доле - стубић у облику метка.
Пут зрака светлости у леденој призми: лево α = 60° (лом у главној равни); десно α = 90° (лом у главној равни).

Хало (лат. halo, акузатив од halos < грч. ἅλως[1]: гумно, округло место) је оптичка појава у Земљиној атмосфери (оптика атмосфере) када се Сунце или Месец назиру кроз танак слој облака с кристалима леда. Најпознатији је круг око Сунца или Месеца (потпуни или његов део) пречника 22° (22° хало или мали хало) који је на унутарњој страни црвенкасте, а на спољној страни плавкасте боје; много ређи је хало величине 46° (46° хало или велики хало).

У исту групу оптичких појава спадају и:

Све те појаве настају ломом зрака светлости на кристалићима леда па се појављују деломично спектралне боје или настају рефлексијом (одбијањем) светлосних зрака на површинама кристала леда уз појаву беличасте боје или пак настају заједничким деловањем оба процеса.[2]

Историја[уреди]

Док је Аристотел поменуо халое и лажно сунце у античким временима, први европски описи комплексних приказа су били они које је оставили Кристоф Шејнер у Риму (око 1630), Хевелије у Данзигу (1661), и Тобијас Ловиц у Сент Питерсбургу (ц. 1794). Кинески посматрачи су их бележили вековима, при чему је први запис секција „Званичне историје династије Ђин” (Ђин Шу) из 637, у „Десет Халоа” садржи техничке термине за 26 соларних хало феномена.[3]

Објашњење[уреди]

Хало су светлосне појаве у облику прстенова, лукова, светлосних површина, стубова и тачака, које настају ако се између Сунца и Месеца и ока проматрача налази танак слој облака (цируса или циростратуса) који се састоје од ледених кристала. Појава се најбоље види ако густина облака није толика да би сакрила Сунце. Појава халоа може настати и онда кад се светлосни извор налази иза падавинских пруга из облака, које не досежу тло (такозване вирге), а и у близини тла кад је магла од ледених кристала.

Хало се појављује у различитим облицима, а може се расподелити у две главне групе: хало који се појављује у облику круга око Сунца, изнутра црвенкасте боје, најчешће угаоног пречника 22° (22° хало или мали хало), а ређе 46° (46° хало или велики хало), од којих први има и такозвана лажна Сунца или пархелије, те хало који није обојен (бео), у облику водоравног круга или пак светлих стубова.

Прву теорију халоа дао је Е. Мариот и везана је за присутност ледених кристала у атмосфери. Ледени се кристали појављују у веома различитим облицима, а хало се види код одређених најједноставнијих облика кристала, и то код хексагоналних плочица, хексагоналних стубића (призми), каткада с хексагоналном плочицом с обе стране, код међуоблика кристала, на пример кратке призме с отприлике једнаком висином и ширином, код призми са шиљком и слично.

У атмосфери различити ледени кристали обично заузимају одређену средњу оријентацију тако да би им отпор ваздуха у паду био максималан и при том се њишу. Установљено је да плочице падају тако да им је оса c нормална, кратке призме оријентишу се произвољно у свим смеровима, док дуге призме падају тако да им је оса c водоравна. Ледени кристалићи са бридовима већим од 0,5 μm теже да ротирају у паду.

У теорији халоа ваља уважавати оријентацију главне осе c кристала. Кад је главна оса c оријентисана водоравно или нормално, појављује се строго оријентисани хало, а кад је та оса оријентисана у свим могућим смеровима, тад се хало обликује у облику водоравног круга, којему се у средишту налази Сунце.

Отклон зрака након пролаза кроз ледени кристал јесте:

Као и код дуге, најјача јачина (интензитет) светла након пролаза кроз кристал појављује се код зрака који имају минимални отклон Dmin што је одређено условом:

где је: α - угао ледене призме (овде 60° или 90°), а „н” - индекс преламања за лед.

За разлику од дуге, код које на исту капљицу упадају зраци светлости под различитим упадним угловима, у кристалном облаку потребно је мноштво кристала, који су према упадним зрацима изложени под различитим упадним угловима, па само они зраци Сунца или Месеца који упадају под углом umin стварају светли, најмање отклоњени зрак (други зраци стварају само бледу општу позадину на удаљености од Сунца, које је веће од Dmin). Већина халоа може се објаснити једноставним законима лома светлости на призмама с угловима 60°, односно 90°. Добијање различитих облика халоа зависи од тога под каквим упадним углом захваћају зраке светлости плочице или хексагоналне призме, односно каква је оријентација кристала.

Хало у облику круга око Сунца, који има угаони полупречник 22° (22° хало) и угаону ширину приближно 1,5°, најчешћи је од свих халоа (90% случајева). Настаје отклоном на призмама са углом 60° као светлосни прстен, често прљаво црвен или смећкасте боје, каткада белкасте боје. Идући према спољашњем рубу прстена, запажа се бели вео, којем јачина (интензитет) светлости према споља опада, а настаје преклапањем боја.

Хало у облику прстена с угаоним полупречником од 46° (46° хало), често лепо обојен, обично се види само у деловима. Настаје минималним отклоном на дугим и кратким призмама са углом 90°, које су произвољно оријентисане. Јачина халоа је доста слаба.

Уз хало у облику прстена са угаоним полупречником од 22°, ако је облачни покров циростратуса хомоген, каткада се може запазити такозвани пархелијски круг, који окружује небо паралелно са хоризонтом, а пролази кроз Сунце и пархелије (лажна Сунца). Настаје рефлексијом на нормалним површинама плочица или дугих призми, али се ретко појављује. На овом се кругу на супротној страни од Сунца појављује противсунце (антихелиј) и 60° од њега у страну парантихелији као беле светле мрље настале унутрашњом рефлексијом на кристалима.

Уз тај хало настају доста често и горњи и доњи тангенцијални лукови косим пролазом зрака светлости с обзиром на главну равану дугих призми са углом 60°, те лажна Сунца или пасунца, односно памесеци (пархелији и парселене), такође косим пролазом зрака светлости кроз нормално оријентисане плочице. Пасунце је честа појава уз хало и најсјајнија је од свих хало облика с лепим бојама и белим репом према споља. Како се Сунце подиже на небу, пасунца се удаљавају од Сунца, а поклапају се са халоом кад се Сунце приближава хоризонту.

Тангенцијални лукови око халоа у облику прстена са угаоним полупречником од 46° прилично су чести и јаки (интензивни), са чистим бојама налик на дугине боје. Попут циркумзениталног лука, и ова појава настаје ломом на призмама са углом 90°, водоравно оријентисаним (циркумзениталнини лук на нормално оријентисаним плочицама). Циркумзенитални лук не настаје ако је Сунце изнад 32,3° изнад хоризонта. Нормални стубови настају у продужењу Сунца као последица рефлексије на побочним површинама дугачких призми или основним површинама плочица.[4]

Упадни угао за минимални отклон зрака при пролазу кроз ледену призму
Боја Припадни индекс лома за лед n Припадни упадни угао umin за угао призме α = 60° Припадни упадни угао umin за угао призме α = 90°
Љубичаста 1,317 22° 22' 47° 16'
Жута 1,310 21° 50' 45° 44'
Црвена 1,307 21° 34' 45° 06'

Лажно Сунце[уреди]

Лажно Сунце или пасунце у Земљиној атмосфери преставља оптичку појаву две светле мрље на 22° са обе стране Сунца на истој висини над хоризонтом. Појава је сродна халоу, а настаје када Сунце (ређе и Месец) светли кроз редак облак хексагоналних кристала леда, који су оријентисани тако да им је главна (хексагонална) оса усмерена нормално.[5]

Сунчев стуб[уреди]

Сунчев стуб или светлосни стуб је оптичка појава у облику целе или испрекидане светле нормалне пруге изнад или испод Сунца, обично када се Сунце налази ниско над хоризонтом, најчешће при заласку или изласку. Појава настаје у вишим слојевима атмосфере због одбијања (рефлексије) Сунчевих зрака на стубичастим или призмичастим хексагонским леденим кристалима, када им је главна (хексагонска) оса усмерена нормално.[6]

Фотометеори[уреди]

Фотометеори (грч. фос (φως) - „светло” + грч. metéoros (μετέωρος) = уздигнут у ваздух, лебдећи)) је заједнички појам за широку групу светлосних појава у Земљиној атмосфери, које настају рефлексијом, ломом, интерференцијом и дифракцијом зрака светлости Сунца или Месеца на капљицама облака или магле, односно кристала леда облака. Обухваћају појаве као што су дуга, хало, миражи, фатаморгана, корона, венац, глорија, светлосни лукови, лажна сунца и друго.[7]

Галерија слика[уреди]

Референце[уреди]

  1. ^ Харпер, Доуглас. „хало”. Онлине Етyмологy Дицтионарy.  ἅλως. Лидделл, Хенрy Георге; Сцотт, Роберт; А Греек–Енглисх Леxицон ат тхе Персеус Пројецт.
  2. ^ Хало, [1] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2014.
  3. ^ Хо Пинг-Yу, Јосепх Неедхам Анциент Цхинесе Обсерватионс оф Солар Халоес анд Пархелиа Wеатхер Април 1959 (вол14, иссуе 4) п124-134
  4. ^ "Техничка енциклопедија" (Метеорологија), главни уредник Хрвоје Пожар, Графички завод Хрватске, 1987.
  5. ^ Пасунце, [2] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2014.
  6. ^ Сунчев ступ, [3] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2014.
  7. ^ Фотометеори, [4] "Хрватска енциклопедија", Лексикографски завод Мирослав Крлежа, www.енциклопедија.хр, 2014.

Спољашње везе[уреди]