Что вызывает появление кольца вокруг Луны?

Хотя многие лунные явления происходят только в течение одной ночи, одно лунное зрелище гораздо менее неуловимо: кольца вокруг Луны.

Эти яркие белые световые кольца, также известные как лунные ореолы, или гало, могут появляться в любое время по лунному календарю и в любое время года, особенно зимой. Но если вы надеетесь увидеть это явление, вам следует проигнорировать правило номер один для наблюдения за звездами: не смотреть на звезды в пасмурную погоду. Лунные ореолы на самом деле вызваны тонкими перистыми и перисто-слоистыми облаками, а также преломлением и отражением лунного света их ледяными кристаллами.

В этой статье мы исследуем это лунное зрелище и лучшие условия для того, чтобы это увидеть.

Идеальные условия неба для формирования кольца

Подобно радуге, лунные ореолы образуются, когда свет взаимодействует с водой, взвешенной в воздухе. Эта вода заморожена и находится в перистых и перисто-слоистых облаках – вуалеподобных облаках, которые находятся на высоте 6 километров над нашими головами в местах, где температура слишком низкая, чтобы вода могла оставаться жидкой.

В идеале небо должно быть чистым, с тонким слоем перистых облаков. Если более плотные облака присутствуют на нижних уровнях, они скроют эффект ореола из поля зрения.

Когда лунный свет проникает сквозь перистые облака, он ударяет в миллионы крошечных ледяных кристаллов облака и преломляется или изгибается и меняет направление при входе в каждый из них. Затем свет снова преломляется, когда выходит с другой стороны кристалла.

То, насколько изгибается лунный свет, зависит от размера и формы самого кристалла. В случае лунных ореолов кристаллы льда представляют собой крошечные столбики в форме карандаша (гексагональные) размером менее 20 микрон. И все они отклоняют свет под углом 22 градуса от его первоначального пути. (Если вы когда-нибудь слышали о лунных ореолах, называемых «22-градусными ореолами», вот почему они имеют такое название.) (1)

Тот факт, что свет таким образом распространяется во всех направлениях (сверху, снизу, сбоку и по диагонали) от Луны, создает характерную круглую форму.

Знаете ли вы?

Согласно погодным преданиям, кольцо вокруг солнца или луны означает, что скоро начнется дождь или снег. Это суеверие не так уж и беспочвенно, поскольку перистые и перисто-слоистые облака часто являются первым признаком приближающегося теплого фронта. Поэтому, когда вы заметите гало, скорее всего, вы можете ожидать дождя или снега в течение 24 часов. (2)

Как и почему мы видим кольцо вокруг луны

Конечно, чтобы увидеть ореол, кристаллы должны быть ориентированы и расположены по отношению к вашему глазу. Свет, отраженный от кристаллов льда, и свет, исходящий непосредственно от Луны, должен пересекаться в вашем глазу под углом 22 градуса.

Вот почему, как и радуга, ореолы вокруг луны (или солнца) являются личными. Каждый наблюдатель видит свой собственный ореол, образованный его собственными кристаллами льда, которые отличаются от кристаллов льда, создающих ореол, наблюдаемый человеком, стоящим рядом с вами. Зрение меняется от человека к человеку в зависимости от таких факторов, как личный рост и высота в том месте, где вы стоите.

Поскольку солнце в 400 000 раз ярче, чем полная луна, цвета кольца вокруг луны имеют тенденцию быть тусклыми. Настолько тусклыми, что их свет часто слишком слаб, чтобы их могли уловить определяющие цвет клетки наших глаз. Вот почему лунные ореолы часто кажутся молочно-белыми – белый цвет представляет собой комбинацию всех видимых цветов света. (3)

Что касается неба между кольцом и луной, то обычно оно остается темным. Это связано с тем, что ни один из кристаллов льда не отражает свет под меньшими углами, чем 22 градуса.

Кольцо останется видимым до тех пор, пока перистые облака создают завесу под Луной.

Какое отношение имеют кольца вокруг Солнца?

Когда этот же процесс происходит в дневное время, ореол образуется вокруг солнца. В отличие от колец вокруг Луны, солнечные гало имеют больше красного оттенка внутри своего кольца и синего за его пределами.

Нечто похожее на лунное гало

Лунные ореолы – не единственные кольца, окружающие Луну. Их часто путают с лунными коронами, но последние представляют собой диски цвета радуги, которые образуются, когда лунный свет (или солнечный свет) взаимодействует с каплями воды в тумане. Короны также имеют тенденцию образовывать более плотный круг вокруг Луны, образуя 10-градусный, а не 22-градусный радиус.

Туманные радуги белые, как лунные ореолы, но образуются низко над землей. Они тоже создаются каплями воды, а именно такими крошечными по размеру, как в очень мелком тумане или дымке.

Зимой 2020 года кольцо всех колец было замечено над Манитобой, Канада. Мало того, что луна была окружена белым светом, но и корона, ложные луны и касательные дуги возникли рядом с гало. Это невероятное редкое зрелище, затмевающее собой многие явления. (4)

Treehugger