Отличие от северного сияния
Природа возникновения этих двух различна. Полярные сияния — продукт вспышек когда магнитное поле планеты возмущено «порывами» солнечного ветра. Именно они, вторгаясь в заставляют ее светиться наподобие того, как это делает кинескоп телеприемника. Обычно северное сияние проявляется зеленовато-сиреневыми всполохами на большой площади небесного свода.
Механизм же образования световых лучей разительно отличается, поэтому путать эти оптические явления нельзя.
В нашей публикации рассмотрены причины возникновения удивительного оптического эффекта и даны объяснения, что означают световые столбы. Фото, представленные в статье, наглядно демонстрируют красоту редкого феномена.
Световые столбы, созданные Солнцем, нередко принимают за мистические проявления божественного света, а легенды об огненных мечах небесных жителей возникли, скорее всего, благодаря удивительному природному явлению – когда заходящее или восходящее Светило озаряет перистые облака, а солнечный столб как бы привязывает их к земле.
Световые лучи врываются в атмосферу нашей планеты со скоростью, превышающей 300 тыс. км/с. Столкнувшись с воздухом, они нередко образовывают необычные оптические эффекты и иллюзии невероятной красоты, в том числе – и световые столбы, толщина которых равна диаметру Солнца или другого породившего их светового источника.
Сами по себе световые столбы являются довольно-таки распространённым вариантом гало (оптического феномена вокруг источника света) – и у людей, которые впервые видят такое взаимодействие ледяных кристаллов со светом небесных светил, часто возникают сомнения по поводу их природного происхождения, до того сильно они напоминают прожекторные лучи.
Представляют собой световые столбы в небе абсолютно вертикальную сияющую колону с неиссякаемым запасом энергии, которая тянется от Солнца или Луны к Земле или, наоборот – в небо, во время их восхода или захода на небосводе (находиться в это время они обязательно должны возле горизонта). Наблюдатель, в зависимости от своего местоположения, вполне может наблюдать это явление как выше, так и ниже светила.
Чаще всего это явление можно увидеть зимой при минусовой температуре (ниже -20°С), когда в атмосфере образуется огромное количество ледяных кристалликов, способных отражать световые лучи. Нередки случаи, когда солнечные столбы удавалось увидеть и при более высоких температурных показателях (в зависимости от сопутствующих событию других климатических условий).
Образование
За этим удивительным феноменом мы можем наблюдать благодаря игре света с ледяными кристаллами, которые образуются в верхних слоях атмосферы – обычно в перистых (даже – в перисто-слоистых) облаках, что находятся на расстоянии, превышающем 8 тыс. км над уровнем моря. В холодную пору года кристаллы эти образуются несколько ниже, благодаря чему световые столбы заметить намного легче, к тому же они в этот период принимают более чёткую форму.
Появляется световой столб следующим образом:
- Свет Солнца (Луны) отбивается от падающих вниз плоских шестиугольных или столбовидных малюсеньких ледяных кристалликов. Падая, шестиугольные кристаллы принимают абсолютно ровное, горизонтальное положение. Столбовидные – наоборот, вниз опускаются стоячими рядами. «Повиснув» в холодной атмосфере, кристаллики исполняют роль призмы, преломляя и отражая луч света.
- Свет, отражаясь, визуально как бы расширяется и образует плавающую в воздухе линзу, из которой выходит сильный луч – солнечный столб. Наблюдатель увидит это удивительное явление лишь в том случае, если грань, отражающая свет, будет развёрнута к его глазу.
- Какие именно кристаллы создадут световой столб, будет зависеть от того, где именно в этот момент окажется небесное светило. Если оно будет находиться под углом в шесть градусов над поверхностью Земли, то световые столбы будут образованы плоскими шестиугольными кристаллами, если же Солнце (Луна) окажется под углом в двадцать градусов над уровнем моря – сияющую колонну образуют столбовидные кристаллы.
Световой столб нередко сопровождает паргелический круг в виде светлой полосы, огибающей всё небо на той же высоте, что и небесное светило.
Если наблюдателю повезёт, он сможет увидеть не только сияющую колону, но также и замкнутую окружность, проходящую через настоящее Солнце.
Почему возникает гало?
Причина возникновения эффектного оптического феномена, оставившего след в истории и искусстве, вполне обыденна и проста — гало возникает благодаря наличию в атмосфере ледяных кристаллов, причудливо преломляющих и рассеивающих солнечный свет.
Наблюдаемая в каждом конкретном случае форма гало определяется формой, расположением и другими физическими характеристиками этих кристаллов, обычно находящихся в верхних слоях атмосферы на высоте от пяти до десяти километров.
В морозную погоду кристаллы, создающие видимость гало, могут образовываться довольно близко к земной поверхности, в этом случае их блеск напоминает сияние драгоценных камней, поэтому данную разновидность гало называют «алмазной пылью». Если солнце находится достаточно низко над горизонтом, нижняя часть такого гало может быть видна на фоне окружающего ландшафта, придавая зимним пейзажам завораживающую прелесть.
Подобие гало, которое можно наблюдать в сырую погоду вокруг солнца, луны, фонарей и других источников света, создается в результате преломления и рассеивания лучей света в каплях влаги, образующих облака или туман. Этот оптический эффект в метеорологии называют «венцом» и не рассматривают как разновидность «гало», хотя по наблюдаемым параметрам они могут быть довольно схожи.
Гало являются одним из тех явлений природы, которые придают окружающему миру волшебное очарование и таинственную красоту, и хотя по сути они представляют собой всего лишь оптическую иллюзию, это совсем не мешает нам наслаждаться их созерцанием и при желании наделять их мистическими свойствами.
От чего зависит внешний вид столба?
Полосы света могут приобретать различные формы, так как кристаллы льда во время падения стремятся занять горизонтальное положение, по-разному взаимодействуют друг с другом и со светом. Его лучи могут отражаться от любых граней и поверхностей ледяной пластины. Однако расположение льдинок становится малозначимым, если наблюдатель находится рядом с полосой света.
Ширина полосы зависит от параметров источника и от того, насколько сильно кристалл отклоняется от горизонтальной позиции. Например, минимальная ширина столба света луны, солнца – 0,5 градуса. Высота расположения источника определяет длину столба: чем он ниже, тем длиннее полоса.
Паргелический круг
Столбы света могут быть разного оттенка. Он зависит от того, какой цвет имел источник во время возникновения эффекта. Например, красное солнце порождает красные столбы, оранжевое – оранжевые и т.п.
Иногда вместе с солнечными столбами возникает еще одно оптическое явление – паргелический круг. Это разновидность гало, представленная в виде светлого (иногда с радужным эффектом) круга, который огибает небо на той же высоте, что и солнце.
По материалам: kipmu.ru
Природа солнечных столбов
Солнечный столб (световой) принадлежит к ряду атмосферных явлений. Данный эффект оптического типа представлен светящейся полосой, расположенной по вертикали по отношению к поверхности земли. Его источником чаще выступает солнце.
Солнечные столбы видны лишь на восходе либо закате солнца, когда оно располагается недалеко от горизонта. Главная причина их возникновения – отражение света от ледяных кристаллов, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии. Это значит, что такие частицы распределены равномерно, строго говоря, витают в воздухе.
Световые столбы, образованные искусственными источниками света
Для образования эффекта льдины должны иметь определенную форму – столбовидную или 6-угольную. Их грани, расположенные горизонтально, отражают свет. Когда солнце на высоте 6º над линией горизонта (либо позади), явление образуется плоскими льдинами. Если оно находится выше 20º, полосы света вызывают столбовидные кристаллы.
Маленькие льдинки формируются на довольно большой высоте, около 8000 км и более, в перистых и перисто-слоистых облаках. Если наблюдается невысокая температура, могут формироваться и в нижних слоях. Увидеть световые полосы можно преимущественно в зимнее время года, причем температура воздуха должна быть не выше -20℃. Это оптимальные условия.
От искусственных источников образование столбов происходит следующим образом. Падающие кристаллы льда вблизи земной поверхности превращаются в своего рода ледяной туман. Он отражает наземные огни, в результате чего появляются колонны света.
Как трактуют ученые
Световые столбы — весьма распространенный вариант гало — так называемого оптического феномена, появляющегося при определенных условиях вокруг источника света. Когда впервые видишь это явление, трудно поверить в естественную природу его происхождения — настолько явственно сходство с лучами прожектора.
На самом деле свет солнца (или луны) взаимодействует с образовавшимися в ледяными кристаллами, которые отражают его. Подобное объяснение слишком просто, оно характеризует механизм появления феномена, но не проясняет тех условий, при которых возникновение световых столбов становится возможным. Разберемся, при каких обстоятельствах это явление происходит и что означает.
Какие бывают разновидности гало?
В некоторых случаях гало возникает не вокруг Луны или Солнца, а в значительном отдалении от них. Такая разновидность гало называется паргелий, что переводится с древнегреческого как «ложное солнце». Этот впечатляющий эффект неоднократно становился причиной возникновения различных легенд, рассказов о наблюдении НЛО и других форм народного фольклора.
Так, например, в знаменитом «Слове о полку Игореве» упоминается о том, что перед наступлением половцев и пленением князя Игоря «четыре солнца засияли над русской землей» — русские воины истолковали это как дурное предзнаменование, и в данном случае предчувствие не обмануло их, что, конечно же, не означает, что гало действительно способно приносить несчастья. Описание подобного феномена можно найти также в пьесе Шекспира «Генрих VI», в рассказах Джека Лондона и других литературных источниках.
Одной из часто наблюдаемых разновидностей гало является так называемый солнечный столб — оптический эффект, представляющий собой вертикальную полосу света, тянущуюся вверх от солнца во время его восхода или заката. В некоторых случаях солнечный столб может напоминать своей формой крест, поэтому неудивительно, что этот визуальный феномен в старинные времена часто трактовался в мистическом ключе.
В некоторых случаях гало может иметь радужную окраску; такой эффект может возникать вне зависимости от формы гало. Так, например, разновидность гало, в метеорологии именуемая зенитной дугой, напоминает висящую в небе перевернутую радугу, поэтому в народе ее называют именно так. «Перевернутая радуга» обычно наблюдается в то время, когда в небе присутствуют перистые облака. В зависимости от совокупности текущих метеорологических факторов гало может принимать самые разнообразные формы, поэтому на первый взгляд может показаться странным, что такие различные по своим наблюдаемым проявлениям оптические феномены объединены общим названием и вызываются общими причинами, но с научной точки зрения дело обстоит именно так.
Следует отметить, что эффект, подобный гало, можно наблюдать не только в небе — при определенных условиях он может наблюдаться вокруг любых мощных источников света, таких как прожекторы, уличные фонари и т.д., правда, в этом случае он имеет несколько иные причины возникновения, и называть его принято иначе (подробнее об этом будет сказано ниже).
