Окологоризонтальная дуга

Окружная горизонтальная дуга (внизу) относительно описанного гало (вверху), Орегон.

Окологоризонтальная дуга — это оптическое явление , принадлежащее к семейству ледяных ореолов, образующихся в результате преломления солнечного или лунного света в пластинчатых кристаллах льда, подвешенных в атмосфере, обычно в настоящих перистых или перисто-слоистых облаках. В своей полной форме дуга имеет вид большой ярко окрашенной полосы (красный — самый верхний цвет), идущей параллельно горизонту и расположенной намного ниже Солнца или Луны. Расстояние между дугой и Солнцем или Луной в два раза больше, чем обычное 22-градусное гало . Часто, когда облако, образующее гало, небольшое или неоднородное, видны только фрагменты дуги. Как и все гало, оно может быть вызвано Солнцем, а также (но гораздо реже) Луной. ^[1]

Другие общепринятые в настоящее время названия окологоризонтальной дуги — окологоризонтная дуга или нижняя симметричная дуга плиты под углом 46° . ^[2] вводящий в заблуждение термин « огненная радуга Для описания этого явления иногда используется », хотя оно не является ни радугой , ни каким-либо образом связано с огнем. Термин, по-видимому, придуманный в 2006 году, ^[3] может возникнуть из-за случайного появления дуги в виде «пламени» на небе, когда она возникает в фрагментарных перистых облаках. ^[4]

Формирование

Гало образуется в результате попадания солнечного света на горизонтально ориентированные плоские шестиугольные кристаллы льда через вертикальную боковую грань и выхода через почти горизонтальную нижнюю грань (толщина пластины не влияет на формирование гало). В принципе, столбчатые кристаллы с ориентацией Парри также могут создавать дугу, хотя это случается редко. Наклон 90° между входной и выходной поверхностями луча обеспечивает четкое разделение спектральных цветов. Дуга имеет значительную угловую протяженность и поэтому редко бывает полной. Когда только фрагменты перистого облака находятся в соответствующем положении на небе и на солнце, может показаться, что они сияют спектральными цветами. ^[5]

Частота

Частота появления окологоризонтальной дуги зависит от местоположения и широты наблюдателя. В Соединенных Штатах это относительно распространенный ореол, который можно увидеть несколько раз каждое лето в одном и том же месте. Напротив, в Северной Европе это редкое явление по нескольким причинам. Помимо присутствия содержащих лед облаков в правильном положении на небе, гало требует, чтобы источник света (Солнце или Луна) находился очень высоко в небе, на высоте 58° или выше. Это означает, что солнечную разновидность гало невозможно увидеть в местах к северу от 55° с.ш. или к югу от 55° ю.ш. Дугу окологоризонта Луны можно увидеть и на других широтах, но это происходит гораздо реже, поскольку для производства достаточного количества света требуется почти полная Луна. На других широтах солнечная окологоризонтальная дуга видна в течение большего или меньшего времени в районе летнего солнцестояния. Слоты видимости для разных широт и мест можно посмотреть здесь . Например, в Лондоне солнце находится достаточно высоко только в течение 140 часов с середины мая до конца июля, тогда как в Лос-Анджелесе температура солнца превышает 58 градусов в течение 670 часов с конца марта до конца сентября.

Искусственные окологоризонтальные дуги

Эксперимент с жидким стеклом (известный по крайней мере с 1920 года) можно немного изменить, чтобы создать искусственную окологоризонтальную дугу. Освещение под очень крутым углом снизу боковой поверхности почти полностью заполненного водой цилиндрического стакана приведет к преломлению света в воду. Стакан должен располагаться на краю стола. Второе преломление на верхней границе раздела вода-воздух проецирует гиперболу на вертикальную стену позади нее. Тогда общая рефракция эквивалентна рефракции через вертикальный шестиугольный пластинчатый кристалл, если принять во внимание усреднение по вращению. На стене появится красочная искусственная окологоризонтальная дуга. Использование вместо этого сферического проекционного экрана приведет к более близкой аналогии с естественным аналогом гало. ^[6] и другие искусственные ореолы Аналогичными способами можно создать .

Подобные оптические явления

Окологоризонтальные дуги, особенно когда видны только фрагменты, иногда путают с переливчатостью облаков . Это явление также приводит к тому, что облака кажутся разноцветными, но оно возникает из-за дифракции (обычно от капель жидкой воды или кристаллов льда), а не из -за преломления . Эти два явления можно отличить по нескольким признакам. Во-первых, окологоризонтная дуга всегда имеет фиксированное положение на небе по отношению к Солнцу или Луне (а именно под ним под углом 46°), тогда как иризация может возникать в разных положениях (часто непосредственно вокруг Солнца или Луны). Во-вторых, цветные полосы в окологоризонтной дуге всегда идут горизонтально красным цветом сверху, тогда как при иризации они гораздо более случайны по последовательности и форме, что примерно повторяет контуры вызывающего ее облака. Наконец, цвета окологоризонтной дуги чисты и спектральны (в большей степени, чем в радуге), тогда как цвета переливов облаков имеют более размытый, «перламутровый» вид.

Также может возникнуть путаница с другими членами семейства гало, такими как солнечные псы или околозенитная дуга , но их легко отбросить, поскольку они совершенно отличаются от положения по отношению к Солнцу или Луне. Более трудным является различие между окологоризонтальной дугой и подлатеральной дугой , которые почти полностью перекрываются, когда Солнце или Луна находятся на большой высоте. Разница в том, что окологоризонтальная дуга всегда проходит параллельно горизонту (хотя изображения обычно показывают ее в виде изогнутой линии из-за искажения перспективы ), тогда как инфралатеральная дуга на своих концах изгибается вверх. ^[5]

Галерея

гало Описанное под углом 22° (вверху) вместе с окологоризонтной дугой (внизу), сфотографировано в Мексике.
Снято в Равенне, штат Мичиган.
Снято в Хокинг-Хиллз , штат Огайо.
Снято в Алентежу , Португалия.
Снято в Банджармасине , Индонезия.
Снято на Изумрудном острове, Северная Каролина.
Снято возле Космического центра Кеннеди, Флорида.
Снято недалеко от Льюисвилля, Техас.
Снято в Райтсвилле, штат Пенсильвания .
Снято недалеко от Элк-Ридж, штат Юта.
Снято в Силанге, Кавите .

См. также

Ссылки

^ «ОПОД — Лунная окологоризонтная дуга» .
^ Лента, Уолтер и Мойланен, Ярмо - «Атмосферные ореолы и поиск угла x», Американский геофизический союз, 2006 - стр. 196-7.
^ Лес Коули. «Окружающая горизонт дуга» . atoptics.co.uk . Проверено 19 мая 2012 г.
^ «Огненные радуги» . Географический факультет Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. 29 августа 2009. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года . Проверено 19 мая 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б Лес Коули. «Окружающая горизонт дуга» . Атмосферная оптика . Проверено 22 апреля 2007 г.
^ Маркус Сельмке и Сара Сельмке (2017). «Искусственные околозенитные и окологоризонтальные дуги». Американский журнал физики . 85 (8). Американский журнал физики, Vol. 85, Выпуск 8, с.575–581: 575–581. arXiv : 1608.08664 . Бибкод : 2017AmJPh..85..575S . дои : 10.1119/1.4984802 . S2CID 118613833 .

Внешние ссылки

[1] «ОПОД — Лунная окологоризонтная дуга» .

[2] Лента, Уолтер и Мойланен, Ярмо - «Атмосферные ореолы и поиск угла x», Американский геофизический союз, 2006 - стр. 196-7.

[3] Лес Коули. «Окружающая горизонт дуга» . atoptics.co.uk . Проверено 19 мая 2012 г.

[4] «Огненные радуги» . Географический факультет Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. 29 августа 2009. Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года . Проверено 19 мая 2012 г.

[atoptics-circumhor-5] Jump up to: ^а ^б Лес Коули. «Окружающая горизонт дуга» . Атмосферная оптика . Проверено 22 апреля 2007 г.

[artificial-circumhor-6] Маркус Сельмке и Сара Сельмке (2017). «Искусственные околозенитные и окологоризонтальные дуги». Американский журнал физики . 85 (8). Американский журнал физики, Vol. 85, Выпуск 8, с.575–581: 575–581. arXiv : 1608.08664 . Бибкод : 2017AmJPh..85..575S . дои : 10.1119/1.4984802 . S2CID 118613833 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]