«НЕОБЫКНОВЕННЫЕ» НЕБЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ГАЛО И ВЕНЦЫ

Ного самых различных суеверных предрассудков было связано в прошлое время с появлением на иебе окра­шенных светящихся кругов, ложных солнц, по­лос и крестов. Все эти явления, которые носят на­звание гало, или г а л о с ы, чрезвычайно сильно действо­вали на воображение людей. Причина этих небесных яв­лений долго была неизвестной, все они считались чудесны­ми. Невежественные люди видели в них «небесные знаме­ния», знаки божьей воли. Каждое появление на небе лож­ных солнц, светящегося креста и и и столба историки прошлых веков связывали с каким-либо событием в жи:. ни страны — с войной, с эпидемией, со смертью короля.

В наши дни наука даёт таким явлениям правильное объяснение. Однако и теперь, глядя на появляющиеся

Временами на небе различные, порой совершенно необык­новенные, световые явления, даже непредубеждённый че­ловек, далёкий от суеверия, приходит в изумление: как может такое получаться?

И действительно, формы световых небесных явле ний — гало — нередко способны вызывать изумление.

Вот какое, например, изумительное по своей фор ме сложное гало наблюдали в Петербурге 29 июня 1790 года.

Около восьми часов утра вокруг Солнца появились два радужных круга, один больше, другой меньше; сверху и снизу к ним примыкали яркие полудуги, похо­жие на широкие рога (рис. 11). Солнце и радужные круги пересекала белая полоса, параллельно горизонту опоя­сывающая небо. В местах пересечения этой полосы с ма­лым радужным кругом сияли два ложных солнца; их стороны, обращённые к Солнцу, были красны, а от про­тивоположных сторон тянулись длинные светящиеся хвосты. Три таких же пятна были видны и протиз Солнца — на белой полосе. Шестое очень яркое пятно блестело на малом радужном круге выше Солнца!

Всё это держалось на небе около пяти часов.

Описанное сложное гало — большая редкость. Го­раздо чаще на небе как днём, так и ночью — при свете Луны — появляются эти же светящиеся фигуры, но в от­дельности — один светящийся радужный круг, одна свет­лая полоса или дуга, ложные солнца. Реже наблюдают такие формы гало, как светящиеся столбы и кресты.

Какова же причина этого причудливого, «необыкно­венного» явления природы?

Гало наблюдается на небе, когда Солнце или Луну закрывают полупрозрачные облака — перисто-слоистые или перисто-кучевые. Высота этих облаков обычно со­ставляет 5—6 километров, и они состоят из мельчайших кристаликов льда, плавающих в воздухе.

Не всякие перистые облака дают яркое, хорошо за­метное гало. Для этого нужно, чтобы облака были не слишком плотны, и в то же время в воздухе имелось до­статочное количество ледяных кристаликов.

Образование гало происходит благодаря преломле­нию и отражению света в этих кристаликах. Образова­ние гало возможно и и а чистом, безоблачном небе. Это происходит в тех случаях, когда в атмосфере достаточно много кристаликов льда, как отдельных элементов, без облачного образования.

Кроме того, для образования яркого гало, необходимо, чтобы ледяные кристаллы имели правильную форму. Основной формой таких правильных кристаллов являет­ся прямая шестигранная призма. Правильная форма этих шестигранников получается, когда кристаллы льда обра­зуются не очень быстро.

Луч света, проходя через правильный шестигранник, испытывает в нем преломление. Если такой шестигран­ник поворачивать вокруг своей оси, то световой луч, входя в одну из граней кристалла, будет выходить из других его граней под разными углами. Среди этих уг­лов имеется некоторый наименьший угол, который при вращении шестигранной призмы изменяется сравнитель­но медленно. Благодаря этому из множества криста- ликов, плаваюших в воздухе во всевозможных положе­ниях и вращающихся при своём медленном падении, наиболее освещёнными будут нам казаться те кристал­лы, которые находятся в положении, дающем нанмень-

Шее отклонение лучей света; только от этих кристаликов наш глаз будет воспринимать преломлённые в них лучи. Такие кристалики, как показывает расчёт, располагают­ся на небе как бы на некотором определённом расстоянии вокруг Солнца. В этом месте небо и будет казаться нам сильно освещённым — на небе появляется све­тящийся круг — гало.

Видимый радиус этого круга — около 22 градусов, то-есть на­блюдатель видит ра­диус этого круга под углом в 22 градуса.

Проходя через приз­му, световой луч, как мы знаем, не только преломляется, но и раз­лагается на свои состав­ные части — цветные лучи, благодаря их раз­личному преломлению в призме. Поэтому свет­лое кольцо вокруг Солнца будет окрашено в радужные тона — внутренняя часть этого круга бывает окрашена красным, а наружная — синеватым цветом. Внутри круга небо кажется темнее.

Такой же круг, но менее резкий, можно видеть и ночью, вокруг Луны (рис. 12).

Реже наблюдают другое гало — круг, радиус которого мы видим на небе под углом 46 градусов. Он образуется от преломления света в ледяных кристаллах между их боковыми гранями и основаниями, составляющими угол в 90 градусов.

Чаще всего, однако, в том и другом случаях бывает виден не весь круг, а лишь отдельные его части, напри­мер, верхняя часть круга.

*- Так образуются гало — круги.

Гало — ложные солнца — появляются на небе, когда Солнце находится невысоко над горизонтом. Они распо­лагаются на одной высоте с Солнцем, обычно на угловом

Расстоянии в 22 и 46 градусов и значительно реже ка расстоянии 90 и 180 градусов.

Установлено, что такие гало образуются в случае, когда оси взвешенных в воздухе кристаликов льда распо­лагаются не беспорядочно, а вертикально и горизонтально.

Ложные солнца нередко бывают очень яркими. По - этому-то в истории и сохранились рассказы о нескольких солнцах, появляющихся на небе.

Ложные солнца — явление довольно частое. В Си­бири светлые пятна около Солнца называют «пасолн - цами», там к ним привыкли, и никаких суеверных стра­хов они не вызывают.

Таковы основные формы гало, связанные с прелом­лением света.

Интересные световые явления связаны также с отра­жением света от кристаллов льда.

Так, наблюдается гало в виде круга в 22 градуса на снегу. Он образуется благодаря отражению лучей Солнца от кристаликов льда, покрывающих поверхность снега.

Временами в воздухе возникает яркий вертикальный столб (рис. 14) длиной до 40 градусов, стоящий над Солнцем или Луной. Это явление наблюдают, когда Солнце или Луна находятся у горизонта—выше или ниже его на несколько градусов.

Возникновение таких столбов также связано с отра­жением лучей от ледяных кристаллов, плавающих в ат­мосфере. Такое отражение может быть как обыкновен­ным, от передних граней призм, так и внутренним, от по­верхностей задних граней (в направлении падения лу­чей света)

Вспомните, как изображение Луны, Солнца, да и лю­бого другого источника света, отражаясь от поверхности воды, подёрнутой рябыо, кажется нам сильно растяну­тым в длину благодаря отражению в волнах. Такое же явление отражения происходит при известных условиях и в воздухе, где роль отражателей выполняют мелкие кристалики льда.

Как показывают опыты и расчёты, это наблюдается при отражении света от горизонтальных граней ледяных кристаллов, плавающих в воздухе.

Нередко бывает и так, что светящийся столб тянется от Солнца кверху и книзу.

Зимою, в сильные морозы, можно видеть два столба — по обе стороны Солнца. Такие столбы — части дуг гало — круга, который весь не виден.

Благодаря отражению появляется и горизонтатьная светлая полоса, опоясывающая небо. Здесь лучи света

Отражаются ог вертикальных граней плавающих в воз­духе ледяных кристаллов.

И, наконец, так же нетрудно объяснить явление све­тящихся крестов, вызывающих и сейчас у суеверных людей тревогу.

Кресты образуются, когда светящиеся вертикальные столбы — части дуг гало-круга — пересекают видимую у Солнца часть горизонтального круга. В других слу­чаях возможно пересечение светового столба, подни­мающегося над Солнцем, с верхней частью радужного круга.

Все описанные формы гало чаще наблюдаются в стра­нах с холодным климатом.

Советский учёный А. П. Моисеев, начиная с 1917 года, изучает различные гало, появляющиеся в районе Мо­сквы. Он установил, что некоторые формы гало появ­ляются на московском небе очень часто. Например, гало в виде круга видно каждый год в среднем 110 раз! Чаще всего оно появляется в летние месяцы.

Нередкое явление в наших местах и ложные солнца. По наблюдениям А. П Моисеева, их можно видеть в среднем 25 раз в год и чаще всего зимою. Во многих случаях светлые пятна не уступали в яркости Солнцу.

Сложные формы гало наблюдаются значительно реже; за 25 лет А. П. Моисеев мх видел 109 раз, из них 43 раза зимою.

Учёный установил, что существует определённая зависимость числа галосов от числа солнечных пятен.

Другим оптическим явлением в атмосфере, на кото­рое издавна люди обращали своё внимание, служат венцы, появляющиеся в туманные дни и ночи вокруг Луны, Солнца, а иногда и вокруг ярких звёзд. Наблю­даются они и тогда, когда Солнце и Луна закрываются тонкой пеленой облаков.

Венцы также имеют радужную окраску. Но цвета здесь располагаются в обратном порядке (в сравнении с гало): внутренняя часть его окрашена в голубоватый цвет, а наружная — в красный. Иногда между ними можно видеть желтоватый цвет.

Часто к такому венцу примыкают добавочные цвет­ные кольца.

Размеры венцов различны. Нередко они почти спи* ваютея с Луной или Солнцем, в других случаях — от* стоят от них на несколько градусов.

Причиной появления радужных венцов вокруг небес­ных светил служит явление так называемой д и ф ф р а к - ц и и света. Оно заключается в том, что лучи белого света при известных условиях отклоняются от своего пря­молинейного пути и разлагаются при этом на цветные лучи. Так бывает, например, когда свет проходит через мельчайшие отверстия. Это можно наблюдать на про­стых опытах. Посмотрите на источник света через перо пгицы и вы увидите радужные круги: лучи света, проходя через тончайшие щели пера, будут давать диффракцию. Такое же явление можно видеть, если через лист чёрной бумаги, в котором проделано много мельчайших отвер* стий, смотреть на Солнце.

Как же происходит диффракция света в воздухе?

Диффракция света в воздухе наблюдается, когда лучи света проходят между теми мельчайшими капельками воды или кристаликами льда, из которых состоят облака.

Если облако состоит па капелек воды, венцы не так ярки. Красивые радужные венцы наблюдают лишь при облаках, состоящих из маленьких кристаликов льда.

Чтобы венец образовался, необходимо также, чтобы размеры капелек воды и кристаликов льда в облаке были приблизительно одинаковы.

Чем крупнее капельки и кристалики в облаке, теи меньше размеры венцов. Поэтому, когда в облаке про­исходит постепенное увеличение капелек воды или кри­сталиков льда, венец делается всё меньше и, наконец, становится незаметным.

Теперь выросшие кристалики льда могут дать гало.

Образование радужного венца вокруг источника све­та— лампочки — можно нередко наблюдать в помеще­нии, где в воздухе много пара, например, в жарко на­топленной бане.

Все оптические явления в атмосфере изучает наука — атмосферная оптика. В этой области успешно работают советские учёные. Изучая различные явления, связанные с прохождением света в атмосфере, они не только дают им научно правильное, материалистическое
объяснение, но и используют добытые знания для даль­нейшего развития науки, для научного предвидения раз­личных состояний погоды.

Так, наблюдение венцов помогает определять вели­чину кристаликов льда и капель воды, из которых об­разуются различные облака. А это позволяет, в свою очередь, полнее изучить жизнь облаков.

Наблюдение венцов и гало даёт также возможность научного предсказания погоды.

Так, если появившийся венец постепенно уменьшает­ся, что говорит о том, что капельки и кристалики в об­лаке увеличиваются, значит, можно ожидать осадки. Увеличение венцов, наоборот, предвещает наступление сухой, ясной погоды.

Летом этот вид гало появляется при сухой погоде.