Гало в Антарктиде

Наиболее часто разнообразные гало возникают на внутриконтинентальных станциях, расположенных на ледяном куполе Антарктиды и на его склоне на высотах 2700 - 3500 м над уровнем моря. Это станции Восток (3488 м), Советская (3570 м), Амундсен-Скотт (2880 м), Пионерская (2700 м) и другие. Даже лето на такой высоте в глубине ледяного континента (более 500 - 1000 км от побережья) является самой настоящей суровой зимой. Средние температуры воздуха не поднимаются выше - 4 25... - 35° С. Постоянные сильные ветры и метели, особенно на антарктическом склоне, поднимают в воздух облака снежной пыли. Облака на этих станциях только кристаллические (ледяные), неплотные, их нижняя граница опускается до поверхности Земли.

В отсутствие плотных снежных облаков, когда светит Солнце, возникают необычайно яркие цветные и белые гало. Вокруг Солнца появляются иногда четыре ложных солнца (над и под ним и слева и справа), круги гало радиусом 22 и 46° и другие явления. Часто видны только нижние половинки кругов гало, и создается впечатление, что Солнце, по образному выражению Н. П. Русина, зимовавшего на станции Пионерская, "погружается в двойные или одинарные радужные чаши" (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Схемы явлений гало, наблюдавшихся в Антарктиде (по Н. П. Русину)

Эту особенность гало на внутриконтинентальных станциях можно объяснить следующим образом. Поскольку станции расположены в высоких широтах, даже полуденная высота Солнца не превышает, например, на станциях Советская и Восток 33°, а на станции Амундсен-Скотт 23°. Поэтому нижний край круга гало, даже гало 22°, либо касается горизонта, либо расположен ниже его. Толщина ледяных облаков здесь совсем небольшая. Лучи Солнца, образующие нижнюю часть гало, проходят в косом направлении через большую толщу облаков по сравнению с лучами, образующими верхнюю часть кругов гало, и часто случается, что толщина облака оказывается недостаточной для образования видимых, достаточно ярких верхних частей гало.

Наблюдались и более редкие формы гало в виде эллиптических гало, описанных вокруг кругов радиусом 22 и 46°. Часто появлялись световые столбы и части паргелического круга. Их пересечение создавало впечатление, что Солнце находится внутри светового креста (рис. 6.9).

Очень редкий и сложный комплекс гало был сфотографирован А. Хоганом камерой всего неба на станции Амундсен-Скотт 28 января 1977 г. На приведенной схеме (рис. 6.10) видны одновременно два круга гало 22 и 46°, верхняя касательная дуга, околозенитная дуга, дуги Перри и другие дуги.

Рис. 6.10. Схема сложного комплекса гало, наблюдавшегося на станции Амундсен-Скотт 28 января 1977 г. А. Хоганом. Z - зенит, S-Солнце, L,L' - паргелии 22°, Н,Н' - паргелии 120°, 1, 1', 1' - дуги Перри, G - околозенитная дуга, F - косые дуги, проходящие через антелий, А, В,В', С,С' - внутренние дуги

В дневниках антарктических экспедиций, в литературе об Антарктике упоминаются яркие "совершенно необычные радуги, выгнутые в обратную сторону" (концами вверх). Очевидно, что это не радуги, а нижние части больших кругов гало (46 или 90°) - об этом говорит их форма: обратная кривизна и концы, повисшие в воздухе. У радуг этого не может быть. Да и при температурах - 20 или - 30° С ливневые дожди или полосы падения, необходимые для образования радуг, маловероятны. Яркие цвета гало обусловлены правильными формами кристаллов, дающих хорошее преломление и дисперсию света. Этому способствует и малая толщина ледяных облаков.

Гало в Антарктиде наблюдается часто в течение целого дня, изменяется лишь их форма и яркость цветов.

Другое интересное световое явление, которое видели только в глубине антарктического континента,- радужный, или цветной, поземок. Он наблюдается только при низком положении Солнца, и чтобы лучше его рассмотреть, надо лечь на снег и смотреть в сторону Солнца. Быстро перемещаемые ветром струйки поземка, встречая на своем пути заструги снега, взлетают вверх, образуя малые и большие разноцветные фонтанчики, вспыхивающие всеми цветами радуги. "С возникновением цветного поземка в предполуночные часы Антарктида одевается необыкновенно красочным полупрозрачным покрывалом, образующим редкое по красоте и очень величественное зрелище," - пишет в книге "Метеорологический и радиационный режим Антарктиды" Н. П. Русин.

Цветной поземок возникает в результате преломления солнечного света в полных ледяных кристаллах, из которых состоит поземок, и в кристаллах, оседающих из облаков. Происхождение цветного поземка аналогично "игре" света в хрустальных люстрах, подвесках, бриллиантовых женских украшениях.

Во время полярной ночи в Антарктиде наблюдаются гало вокруг Луны. Они не столь разнообразны, как солнечные гало. Особенностью лунных гало является отсутствие в них красного цвета. Лунные круги гало всегда белые, светлые, с широким черным внутренним кольцом, что обусловлено эффектом Пуркинье, о котором речь пойдет ниже (см. главу 8).