17.02.2015

Три челябинских солнца — проявление более общего феномена гало

Жители Челябинска удивились, увидев восход трех солнц. Необычное явление, которое хорошо знакомо синоптикам, астрономам и оптикам, привлекло интерес читателей и дает повод вспомнить несколько других оптических феноменов, возникающих в атмосфере.

Гало

Явления, которые возникают в морозную погоду благодаря преломлению и отражению света кристалликами воды внутри перистых облаков, – гало (от греческого «галос» – круг). К гало относится целая группа явлений: горизонтальный круг, светящиеся кольца вокруг солнца, касательные дуги, а также ложные солнца и луны. В Челябинске в момент наблюдения трех солнц накануне похолодало до 23–25 градусов мороза.

Наиболее часто встречается круг, видимый в 22° вокруг солнца, реже — круг с угловым диаметром 46° и совсем редко — 90°.

Для возникновения эффекта должны совпасть несколько физических условий. Обычно гало возникает накануне прихода к месту наблюдения циклона или при его прохождении на некотором удалении. Перистые облака, в кристалликах которых оно возникает, должны иметь вертикальную протяженность порядка 1,5 км. Утверждается, что в Петербурге гало можно наблюдать в среднем раз в три дня, а в американском штате Висконсин — почти через день.

Паргелий

Разновидность гало — ложные солнца или луны. Ложные солнца возникают там, где круг обычного гало пересекается с горизонтальным кругом. Как правило (и сегодняшнее наблюдение в Челябинске не исключение), эти солнца имеют красную окраску со стороны, обращенной к истинному солнцу. Иногда ложные солнца, как сегодня, могут наблюдаться самостоятельно, без обычного гало.

Подобные события имели отражение в литературе.

Так, в «Слове о полку Игореве» говорится, что перед наступлением половцев и пленением Игоря «четыре солнца засияли над русской землей».

Воины восприняли это как знак надвигающейся большой беды.

Радуга

Более знакомая всем радуга возникает в атмосфере в виде разноцветной дуги. Наблюдается она из-за преломления лучей света в капельках воды, когда солнце из-за спины наблюдателя освещает завесу дождя, расположенную в противоположной стороне. Иногда радуг можно увидеть несколько — главную, побочную и вторичные. Наблюдать радугу в виде полной окружности можно с высокой горы или находясь в самолете. Аристотель математически доказал, что солнце, местонахождение наблюдателя и центр радуги находятся на одной прямой. Главная радуга всегда представляет собой часть круга радиусом 42°30', описанного вокруг прямой, проходящей через солнце и глаз наблюдателя.

Поэтому, как доказал еще Аристотель, чем выше над горизонтом поднимается солнце, тем ниже опускается центр радуги.

Глория

Родственное радуге оптическое явление, представляющее собой разноцветные концентрические кольца на облаках вокруг тени наблюдателя. В отличие от радуги, глория имеет меньшие угловые размеры, поэтому почти всегда наблюдается в виде полного круга. Как и радуга, она возникает за счет дифракции света в каплях воды. Поскольку увидеть свою тень на облаках обычно сложно, глория часто наблюдается с самолета или спутника Земли. 24 июля 2011 года с высоты 6000 км глория, возникшая на облаках Венеры, впервые была сфотографирована космическим аппаратом «Венера-Экспресс».

Зеленый луч

Иногда при закате или восходе солнца над горизонтом можно наблюдать зеленый луч. Общепринятое объяснение гласит, что появление луча связано с рефракцией солнечных лучей в атмосфере. Эффект можно наблюдать только из мест, где горизонт далек и низко расположен, он продолжается всего несколько секунд. Преломление (рефракция) в атмосфере Земли сильнее приподнимает над горизонтом коротковолновые — зеленые и голубые — лучи солнца. Но голубые лучи рассеиваются в атмосфере, и мы видим только зеленое изображение светила.

Павел Котляр

Источники:

1. gazeta.ru