Световые столбы и призрак Броккена: феноменальные явления атмосферы

Несколько типов радуги

Радуга возникает из-за того, что солнечный свет преломляется и отражается капельками воды (дождя или тумана), парящими в атмосфере. Эти капельки по-разному отклоняют свет разных цветов - показатель преломления воды для более длинноволнового света меньше, чем для коротковолнового, поэтому слабее всего отклоняется красный свет, а сильнее всего фиолетовый.

В результате белый свет разлагается в спектр (происходит дисперсия света). Наблюдатель, который стоит спиной к источнику света, видит разноцветное свечение, которое исходит из пространства по дугам.

Иногда можно увидеть вторичную радугу и радугу третьего порядка. Вторичная радуга образована светом, отраженным в каплях два раза. Во второй радуге порядок цветов обратный, и начинается он с фиолетового цвета. Само явление вызвано двойным преломлением света в каплях воды. Небо между двумя радугами обычно заметно более темное, эту область называют полосой Александра.

Появление радуги третьего порядка в естественных условиях случается чрезвычайно редко. Считается, что за последние 250 лет было только пять научных сообщений о наблюдении данного феномена.

Круговуюрадугу можно видеть с высоты самолета или горы. На самом деле, любая радуга имеет форму круга. Только находясь на поверхности земли, мы видим лишь ее часть в виде обруча.

Лунная радуга - очень редкое явление, может появляться у огромных водопадов или в сырой, дождливой местности. Возникает оно в период перед полнолунием, если луна находится низко над землей, и напротив ее диска пролетают капли дождя, а небо при этом ясное. Такую радугу видели на Кавказе, в Калифорнии, на Гавайях.

Огненная радуга - появляется редко, только в том случае, когда перистое облако состоит из мелких льдинок. Попадая на него, солнечные лучи преломляются. В итоге все облако выглядит как ярчайшая горящая радуга, хотя к огню она отношения не имеет никакого. 

Двойная радуга. Фото: putimasterstva.ru

Лунная радуга. Фото: getbg.net

Световые столбы

Один из самых частых видов гало, визуальное атмосферное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца. Это загадочное явление, чаще всего, наблюдают в зимнее время, когда воздух наполнен множеством мельчайших ледяных кристаллов.

Иногда они располагаются в таком порядке, что отражают свет восходящего или заходящего солнца, луны и даже замечены случаи отражения искусственного освещения: фар автомобиля, фонаря для освещения улицы. Выглядит впечатляюще, столб света на ровном месте бьет в землю.

Читайте также:

Петербуржцы после вьюги фотографировали в небе световые столбы

В редких случаях световой столб может сопровождаться так называемым паргелическим кругом. Он представляет собой светлую полосу, которая видна на небе на той же высоте, что и Солнце. При благоприятных условиях она составляет замкнутый круг, проходящий через Солнце и ложные Солнца.

Световые столбы также формируются вокруг луны, городских огней и других ярких источников света. Столбы, исходящие от низко расположенных источников света, обычно намного длиннее, чем солнечные или лунные столбы. Чем ближе к световому столбу находится наблюдатель, тем меньше сказывается расположение кристаллов в пространстве на внешнем виде столба.

Сходные оптические явления возникают при ледяных иглах - атмосферном явлении, твердых осадках в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в приземном слое воздуха в морозную погоду. В отличие от световых столбов (оптического эффекта, возникающего в верхней тропосфере), ледяные иглы относятся к атмосферным явлениям и отмечаются метеорологическими станциями.

Фото: Алексей Никоноров / oxablogg.blogspot.ru

Северное сияние

Красивейшее зрелище на Земле, которое увидеть можно в широтах около 60-70 градусов. Наблюдается обычно ночью при ясном небе и морозной погоде. Свечение верхних слоев атмосферы разными цветами выглядит поистине мистически и невероятно. Появляется неожиданно и также неожиданно исчезает. Частота появления сияний увеличивается ближе к периодам весеннего и осеннего равноденствия.

Читайте также:

Петербуржцы вновь увидели северное сияние над городом

Как образуется полярное сияние? Заряженные частицы магнитосферы, которые она захватывает из солнечного ветра, направляются магнитным полем Земли в атмосферу. Большинство сияний происходят в регионах, известных как зоны полярных сияний, которые, как правило, располагаются на удалении 10-20 градусов от магнитного полюса, определяемого осью магнитного диполя Земли. Во время геомагнитной бури, эти зоны расширяются до более низких широт, так что появляется возможность увидеть полярное сияние в Москве и Петербурге.

Полярное сияние как природное явление классифицируются на диффузное и точечное (дискретное). Диффузное выглядит как безликое свечение в небе, которое может быть не видно невооруженным глазом, даже в темную ночь. Точечные — различаются по яркости, от едва видимых невооруженным глазом, до достаточно ярких, настолько, чтобы читать газету в ночное время. Точечное северное сияние можно увидеть только на ночном небе, потому что оно не настолько яркое, чтобы стать заметным и днем.

Фото: masterok.livejournal.com

Паргелий

Паргелий является одним из оптических явлений, которые возникают в воздухе благодаря кристаллам льда и преломленным солнечным лучам. Застывшие частицы воды, паря в воздухе и отражая от своих граней свет различных источников, создают удивительные по красоте природное явление.

Название оптического эффекта происходит от двух греческих слов, перевод сочетания которых означает «ложное солнце». Паргелии располагаются на особом круге, обозначенном как паргелический. Он выглядит как белая или радужная окружность, на небосводе визуально расположенная на высоте Солнца.

Читайте также:

Петербуржцы фотографируют «ложное солнце» на морозе

Множество солнечных лучей в момент восхода или заката отражается от мельчайших кристаллов льда. Наш глаз воспринимает эту картину как световое пятно, похожее на настоящее Солнце. Если присутствующие в воздухе ледяные кристаллы расположены хаотично, возникает оптический эффект гало, а при существовании определенной структуры, появляется ложное солнце.

Проходящий сквозь частицы, как через призму, свет, разлагается на спектры и возникает радужное сияние. Паргелии по силе свечения и яркости превосходят гало, благодаря механизму появления – происходит отражение от множества ориентированных в одном направлении кристаллов. Паргелий - крайне редкое явление.

Фото: spacegid.com

Фото: ice-halo.net

Перламутровые облака

Эти облака, в отличие от своих тропосферных собратьев, которые можно видеть на небе каждый день, формируются на высотах от 15 до 25 км в холодных областях стратосферы (температура ниже -78°). Появляются они редко, за всю историю физики атмосферы перламутровые облака наблюдались всего около сотни раз.

Даже самые высокие облака, именуемые серебристыми, наблюдают чаще, чем перламутровые. Для наблюдений перламутровых облаков, равно как и серебристых, требуются, по меньшей мере, прояснения в тропосферной облачности. 

Перламутровые облака наблюдают либо вечером сразу после захода Солнца, либо незадолго до появления дневного светила. Обычно они полностью подсвечиваются Солнцем в течение 20 минут после его захода или до восхода.

Перламутровые облака обычно бывают в тех же широтах, что и северное сияние. Когда солнце уже скрылось за горизонт при закате или еще не появилось при восходе, облака отражают его свет, а все теми же мельчайшими льдинками преломляют лучи. Но так как свет скользящий, цвета не яркие, а более приглушенные, матово-перламутровые.

Фото: eco-turizm.net

Фото: damntasty.net

Глория и призрак Броккена в горах

Возникновение радужного ореола вокруг силуэта человека возможно, когда он находится между солнцем и облаком. Внутри находится голубоватое кольцо, снаружи - красноватое, далее кольца могут повторяться с меньшей интенсивностью.

Глория объясняется дифракцией света, ранее уже отраженного в капельках облака так, что он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, то есть к наблюдателю.

Чаще такое явление возникает во влажных горах. Увидеть свою радужную тень на облаке можно, например, в горах Германии, в таких местах, где есть возвышенные пики и низко висящие облака.

Оказавшись на холме или на горе спиной к заходящему или восходящему солнцу, можно увидеть не только глорию, но и призрак Броккена - вашу собственную тень, увеличившуюся до размеров великана. Оптический эффект объясняется преломлением света в частицах облаков, тумана или в летающих снежинках. Идеальное место для экспериментов - гора Броккен в Германии, где часто случаются туманы.

Глория. Фото: polsergmich.blogspot.ru

Призрак Броккена. Фото: naked-science.ru