Krąg paraheliczny

Wyszedłem dziś na chwilkę z labu na obiad. Gdy wracałem zauważyłem na niebie przeświecającą ławicę chmur cirrus, toteż swoim zwyczajem popatrzyłem w okolice słońca, aby zobaczyć, czy nie pojawiło się jakieś halo. To co zobaczyłem sprawiło, że szybko pobiegłem po aparat.
Pojawiły się nie tylko dwa słońca poboczne, ale też kompletny okrąg, równoległy do horyzontu, na wysokości słońca, z wyraźnie widocznymi nanizanymi na niego słońcami pobocznymi odległymi od słońca o 120 stopni kątowych. A to już rzadka kombinacja.

 

Zjawiska halo to różnego rodzaju efekty świetlne powstające w atmosferze wskutek odbijania się lub załamywania światła na kryształkach lodu w pewnych typach chmur. Najbardziej znane i najczęściej występujące to halo słoneczne, czyli świetlisty okrąg wokół słońca, powstający w wyniku załamania światła w wirujących, sześciokątnych kryształkach lodu. Światło przechodzące przez dwie ścianki jest załamywane pod kątem 22 stopni, toteż gdy w chmurze kryształki są ułożone przypadkowo, obserwujemy dodatkowe światło z formie okręgu wokół słońca o takim promieniu kątowym.

Jeśli część kryształków opadając w powietrzu przyjmuje jednak pewną wyróżnioną pozycję, pojawiają się bardziej skoncentrowane obszary. Sześciokątne, płaskie kryształki lodu, mają tendencję do układania się w powietrzu na płask, jeśli więc na dużej wysokości powietrze jest dostatecznie spokojne, po dwóch stronach słońca w odległości 22 stopni pojawiają się dwie plamy o średnicy nieco większej od tarczy słońca, i nieraz tak bardzo jasne, że możliwe do pomylenia ze słońcem właściwym, jeśli akurat jest zasłonięte chmurą.

To tak zwane słońca poboczne, też będące częstym zjawiskiem.

A jak powstaje krąg paraheliczny? Gdy takich opadających na płask kryształków jest dużo, zaczyna być zauważalny refleks od bocznych ścianek, ustawionych w czasie lotu pionowo. Można je więc potraktować jak fragmenty potrzaskanego lustra, które będą odbijać obraz słońca. Ponieważ nie zachowują wyróżnionej orientacji w poziomie, wszystkie ich refleksy formują okrąg na tej samej wysokości co samo słońce. Do pojawienia się pełnego kręgu trzeba więc ławicy chmur o odpowiedniej budowie kryształków, i warunków na tyle spokojnych, że kryształki w małym stopniu przekrzywiają się na boki. Rzadko ten ostatni warunek jest dobrze spełniony, zwykle więc obserwujemy jedynie fragmenty łuku w pobliżu słońc pobocznych.

W odległości kątowej 120 stopni od słońca, na krąg nanizane były jeszcze dwa jasne, nieco niebieskawe punkty świetlne. To także słońca poboczne, ale już dużo rzadsze. Powstają w sytuacji, gdy opadające i obracające się kryształki przyjmą szczególną konfigurację - światło musi wpaść przez jedną z płaskich ścianek, ulec całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od dwóch następnych i wyjść boczną ścianką równoległą do tej pierwszej. Po takiej sekwencji odbić i załamań światło wychodzi pod kątem 120 stopni.

Aby ten typ słońca pobocznego mógł być obserwowany, muszą być spełnione nie tylko warunki bardzo spokojnej atmosfery i dużej ilości płasko opadających kryształków, ale też doskonałe uformowanie ich kształtu. Zbyt duże odchylenia od prawidłowego kształtu spowodują zmianę kąta wychodzenia promienia, przez co odbity obraz słońca rozmywa się.

Wcześniej widziałem takie słońca poboczne tylko raz. 

Wszystko to pojawiło się na niezbyt obszernej ławicy chmur, która powoli zdryfowała na wschód i po pewnym czasie zjawiska przestały być widoczne. Trafiłem na dobry moment.