гало

Опубліковано 27.12.2012 10:52

Всі ми пам'ятаємо рядки вірша Пушкіна «Мороз і сонце; день чудовий! ». А що такого чудесного можна побачити на небі в морозний сонячний зимовий ранок? До «ранковим чудесам», безсумнівно, можна віднести явище гало. На фотографіях показано, як воно може виглядати. Сьогодні ми розповімо про те, що це таке, як з'являються такі речі на небі, коли і як це найкраще спостерігати.

Що таке гало?

Гало - це оптичне явище, що створюється найдрібнішими крижаними кристалами льоду в атмосфері. Найчастіше воно виглядає як світлі кола, дуги, плями і навіть стовпи світла навколо або поблизу дисків Сонця і Місяця. Гало можна побачити і навколо вуличних ліхтарів, але для появи на небі хоч скільки-небудь вражаючої картини потрібен джерело світла потужніший. Тому все найкрасивіші гало спостерігаються при світлі дня або в сутінках.

Як утворюється гало?

За те, що ми іноді спостерігаємо гало, треба дякувати фізичне явище, зване заломленням світла. Все тисячу разів помічали, що чайна ложка, опущена в склянку з водою, виглядає вигнутою або навіть зламаною на кордоні розділу вода-повітря. Відбувається це тому, що світло трошки змінює свій напрямок при переході з одного середовища в іншу. Те ж саме відбувається зі світлом і при перетині кордону інших середовищ, наприклад, кристалів льоду. Залежно від орієнтації кристалів і положення Сонця чи Місяця на небі можна спостерігати різні види гало. Найпростіше гало, яке спостерігається найчастіше, - це двадцатідвухградусное гало (гало 22⁰). Кристалики замерзлої води, ширяють у повітрі, бувають різної форми і розмірів, але найчастіше утворюються правильні шестигранні стрижні різної довжини. Всі вони орієнтовані в повітрі абсолютно випадковим чином.

Таких кристаликів-стрижнів мільйони, тому завжди знайдуться такі, осі яких приблизно перпендикулярні променям, що йде від Сонця (як на картинці).

Виявляється, що через геометричних властивостей правильних шестигранників світло, що пройшло через одну з їх граней, відхилиться на невеликий кут в межах від 22 до 27 градусів, що і створить світиться коло навколо Сонця чи Місяця.

Налічується понад сто п'ятдесят видів гало, і всі вони класифікуються або по положенню на небі відносно Сонця, або по імені вперше описав такий тип гало людини. Окремо тут варто явище паргелій. Паргелій в перекладі з латинської означає «помилкове сонце».

фото зроблено в Стокгольмі

Паргелій це всього лише один з видів гало, але, безумовно, самий вражаючий. Відповідальними за таку красу в морозну погоду теж є кристалики льоду, тільки на цей раз не в формі стрижнів, а в формі пластинок. Все кристалики льоду поступово осідають на поверхню Землі, але вони такі легкі, що процес падіння може зайняти кілька годин.

Під час такого поступового падіння, точніше буде сказати, «осідання» вниз, більшість платівок-кристалів вибудовується горизонтально. Це досить дивна поведінка для пластинок пояснюється явищем Бернуллі. Коли пластинка падає вниз, то з усіх боків її оточує повітря. На краях пластинки швидкість потоку повітря більше, ніж в центрі, і через це тиск з країв трохи падає.

Виходить, що повітря як би тягне пластинку в горизонтальному напрямку на всі боки і не дає їй нахилитися. Заломлення світла в таких пластинках і створює здаються нам супутники Сонця на небі.

Якщо ви - щасливчик, то таке ж явище можна побачити і вночі. Хибна місяць, або параселена - це теж два світлих плями, що з'явилися зліва і праворуч від джерела світла - Місяця. Параселена утворюється так само, як і паргелій. Однак помилкова місяць - набагато більш рідкісний феномен, ніж паргелій: для її появи необхідна повна Місяць. Так що дивіться морозними вечорами частіше на місяць. Побачите параселену - знайте, що таких випадків один на мільйон.

Щоб у вас склалося правильне враження про те, скільки гало можна побачити на небі за один раз, подивіться на цю фотографію.

Її зробив американський фотограф Девід Хетеуей в кінці жовтня 2012 року. На одній фотографії тут вміщується аж цілих десять різних гало. Володимир Галинскій змоделював умови спостереження, які могли б дати схожу картинку.

Чи можна побачити гало на екваторі?

Як не дивно, гало можна побачити навіть в дуже жарких країнах. Може бути, воно буде не таким красивим і вражаючим, як в середніх широтах або на північному полюсі, але 22ухградусное гало ви точно роздивіться. Справа в тому, що гало утворюється в основному через розсіювання світла кристалами льоду, які знаходяться високо-високо в повітрі, там, де температура повітря негативна.

Ця фотографія була зроблена в 7 ранку в Індонезії, всього в одному градусі широти від екватора.

Як спостерігати гало?

Частіше дивіться на небо. Як не дивно, це самий слушну пораду всім. Навіть якщо небо здається вам абсолютно чистим, там все одно може знайтися непомітний з першого погляду тонкий шар хмар, що формують гало.

Насамперед шукайте найпоширеніше гало - на 22 градуси. До речі, якщо витягнути руку і заступити кінцем великого пальця центр сонця, то відстовбурчений мізинець, повинен буде бути приблизно на відстані двадцатідвухградусного гало. Перевірте, чи є дотична великого гало (див. Моделювання Галинского)? Перевірте, чи немає маленького непомітного паргелій? Якщо сонце низько над горизонтом, пошукайте зенітну арку.

Пошукайте рідкісні гало. Раптом вам пощастить? Саме «поширене» рідкісне гало - 46 град. Гало. Шукайте його на вдвічі більшій відстані від сонця, ніж 22ухградусное. Вважається, що в Росії його можна помітити 4-8 разів на рік. Озирніться навколо себе, чи немає де-небудь фрагментів паргеліческого кола (він перетинає все небо). Придивіться до області вище сонця - раптом там причаїлася дуга Паррі, яку ви не помітили з самого початку?

Шукайте похідні від видимих гало. Якщо ви бачите яскравий паргелій, це означає, що в повітрі багато плоских шестигранних кристалів льоду. Такі кристали утворюють і 120 град. Паргелій.

Шукайте що-небудь незвичайне. Побачивши різні гало на небі у великій кількості, обшарьте поглядом все небо, цілком можливо, що ви помітите щось дуже рідкісне. Іноді рідкісні гало з'являються самі по собі, без будь-якого попередження.

Записуйте все, що побачили в блокнот або телефон. Особливо зверніть увагу на час з точністю до хвилин, це допоможе потім визначити точну висоту сонця над горизонтом. Фотографуйте. Якщо під рукою немає фотоапарата, то хоча б просто замалюйте побачене, це теж може принести чимало користі! Раптом ви побачили гало, яке було тільки передбачене теоретично, але ніхто ніколи його не бачив?

Пройдіть метрів сто-двісті в сторону і знову подивіться на небо. Гало - явище унікальне для кожної точки спостереження. Двоє людей різного зросту, стоять поруч, можуть бачити різні типи гало. Це пов'язано з тим, що кристали льоду повинні бути строго орієнтовані по лінії між спостерігачем і сонцем. Якщо ви відійдете в сторону, то орієнтація кристалів льоду в повітрі щодо вас стане вже інший, і ви побачите що-небудь нове.

Удача спостереженнях!

А на інших планетах?

Як ви розумієте, на інших планетах сонячної системи жодна людина ще не був. Тому цілком може статися, що років через 20 ви зможете першим / ой (цікаво, дівчата ці розповіді читають?) Побачити, а потім і розповісти всьому людству, як виглядають гало на інших планетах. Але вже і зараз ми з вами можемо дещо прикинути. Для цього потрібно знати, якого типу речовини можуть утворювати кристали в атмосфері інших планет.

Марс

Гало, сформований хмарами замерзлого СО2 і парами води. Вже знайоме нам 22⁰ гало (внутрішнє) опоясане 26⁰ гало і 36⁰ гало, які створюють кристали двоокису вуглецю. З'являються незвичайні паргелій.

Юпітер

Гало, утворене октаедричні кристали аміаку. Октаедр - це дві складені підставами разом піраміди (хай вибачать мене математики). У таких кристалах через їх геометричних особливостей світло буде переломлюватися інакше, ніж в кристалах звичної для нас води. Гало буде перебувати на 42⁰, а компанію йому складе подвоєний паргелій.

Костянтин Кудінов

Дорогі друзі! Якщо вам сподобався цей розповідь, і ви хочете бути в курсі нових публікацій про космонавтику та астрономії для дітей, то підписуйтесь на новини наших спільнот

в контакті,

Фейсбуці,

або живому журналі.

Спеціально для вас в цих групах ми будемо викладати останні записи в нашому блозі.