Haloer – eller halofænomener er store lysende hvide eller farvede ringe, pletter og buer på himlen, omkring Solen eller Månen, månefænomener opstår specielt omkring den lysstærke fuldmåne. Halo-fænomener kan antage mange forskellige former. En typisk halo dannes, når lyset fra Solen eller Månen passerer cirrusskyers iskrystaller. De virker som små prismer eller spejle, der sender en del af lyset videre i en bestemt vinkel. Når beskueren ser det nedefra, opleves der som regel en stor lysende ring på himlen, med en radius på 22 grader, eller nogle af de mere sjældne former. Man kan nogle gange se, at himlen er lidt mørkere indenfor haloen, det samme ser man mellem 2 regnbuer, dette fænomen kaldes Alexanders mørke bånd – opkaldt efter den græske filosof Alexander af Afrodisias, der beskrev fænomenet i forbindelse med regnbuer omkring år 200. Der er mindre lys indenfor haloen (ligesom der er mindre lys mellem den primære og den sekundære regnbue). Den mørke himmel indenfor en halo hænger sammen med, at der er en nedre grænse for den vinkel lyset kan brydes i, med den pågældende krystaltype. Haloens indre rødlige grænse, svarer til den mindst mulige brydningsvinkel, de lidt større brydningsvinkler spreder noget af lyset længere ude (set fra Jorden), derfor fader lyset udefter, fra den indre meget lyse grænse.
Tegning af simple hexagonale iskrystaller. Lys kan reflekteres eller spejles på overfladen, men når lyset passerer gennem krystallet, brydes lyset op i farver ved refraktion, da forskellige bølgelængder brydes i forskellig vinkel.
22 grader haloen er den mest almindelige og den forekommer ret ofte, på alle tider af året. Halofænomener kan antage mange forskellige former, da der findes mange måder, hvormed lyset kan brydes i de små iskrystaller i skyen. Når lyset passerer en facet, på vej ind i krystallet, brydes lyset i en vinkel, når lyset igen passerer en facet, på vej ud af krystallet, brydes det igen i en vinkel. Noget af lyset kan også reflekteres en eller flere gange internt i krystallet, og dermed få en helt anden udgangsvinkel. Iskrystallerne kan være orienteret i forskellige retninger, i forhold til lyskilden, hvilket ændrer vinklen, hvis mange iskrystaller er alignede i samme retning, kan der opstå specifikke lysfænomener af den grund. Der findes også forskellige former for iskrystaller, fx pyramideformer, så der findes virkelig mange mulige brydningsvinkler, der kan resultere i mange former for haloer og buer. Refraktionen der sker, når lyset passerer en facet i iskrystallet gør, at lyset brydes op i forskellige farver, fordi de lange røde bølgelængder brydes lidt mindre, end de kortere blålige bølgelængder. Haloer ser derfor ofte rødlige ud ved den inderste grænse, udenfor kommer de gullige og længere ude de grønlige og blålige farver. På nær de inderste rødlige farver, udviskes farverne ret meget, på grund af et stort overlap, men haloen er dog som regel tydelig farvet at se på – der er et rødligt skær inderst. Hvis lysfænomenet opstår ved refleksion på iskrystallernes overflade, og ikke ved refraktion ved passage af facetter, så vil buen være farveløs – skinnende hvid, med mindre at det reflekterede lys, i forvejen er det røde solnedgangslys, i så fald vil det reflekterede lys også være rødt. Iskrystaller med pyramideformede ender, kan i sjældne tilfælde producere halofænomener, ved at bryde lys i andre vinkler, end de simple hexagonale plader og søjler.
Solens skarpe lys kan skade øjnene, man må aldrig se direkte mod Solen. Sollyset er så stærkt, at det oplyser partikler i atmosfæren, i området omkring Solens retning, derfor får man det indtryk, at Solen er større end den i virkeligheden er på himlen. Det samme gør sig gældende, når man tager billeder af Solen. Hvis alt omkring Solen ikke skal være sort i billedet, så bliver Solen overbelyst – overexponeret i billedet. Overexponeringen bevirker, at et ret stort område omkring Solen, bliver oplyst på kameraets billedchip, derfor ser Solen eller Månen som regel for store ud i halo-billeder. Både Solen og Månen har en tilsyneladende størrelse på himlen på en halv grad. Det kalder man vinkeludstrækningen, og det har ikke noget med den faktiske størrelse på objektet at gøre, men hvor meget det fylder på himlen, set herfra. En typisk 22 grader halo fylder altså 44 grader i diameter, i forhold til Solens og Månens halve grad.
En typisk 22 grader månehalo er imponerende stor, billedet her (dobbeltexponering) viser den faktiske størrelse på Månen i forhold til haloen. Til forskel fra Solen, kan man godt se direkte på Månen, derfor får man et meget bedre indtryk af størrelsesforholdet, når man en sjælden gang oplever en månehalo, i forhold til en solhalo. I de følgende halo-billeder, er Solen og Månen vist i den (overexponerede) størrelse, som kameraet optager, og som man tilsyneladende oplever under den blændende sol.
Tegning af mange af de halofænomener, der vises i den følgende billedserie. (Tegning er baseret på programmet HaloSim fra atoptics.co.uk)
22 grader haloer er de mest almindelige. Herunder er nogle eksempler:
Fuldmånehalo med stjernebaggrund, det er et ”all-sky” fiskeøjebillede, der viser hele himlen.
– det var kattens …
For bedre at se solhaloer, kan man holde hånden, eller noget andet for Solen. Kig ikke direkte på Solen, heller ikke gennem et kamera.
Nogle af de knapt så almindelige halofænomener:
Denne halo har et usædvanligt grønt skær, det kan skyldes, at de røde farver absorberes af vandindholdet i de lavereliggende skyer i Vestjylland.
Solsøjler:
Solsøjler ses ved solopgang og solnedgang, som en lyssøjle lige over Solen. Luften indeholder iskrystalplader, der ligger vandret og reflekterer sollyset på undersiden af iskrystallet. Solsøjler er normalt røde, ikke på grund af refraktion, lyset reflekteres bare, men lyset fra solnedgangen er rødt, fordi de blålige farver er spredt væk, på lysets lange vandrette vej gennem atmosfæren. Billedet herunder viser en lille stump af en solsøjle, i et skylag der indeholder de rette iskrystaller:
Bisole – solhunde:
Bisole, også kaldet solhunde eller parhelia, er pletter på eller lige udenfor 22 grader haloen, ofte på begge sider og i samme højde som Solen.
Nærbillede af bisol.
En bisol på venstre side af Solen.
Sjældnere halofænomener. Herunder ses en række mere usædvanlige halofænomener.
9 grader haloer er sjældne. De dannes af pyramideformede iskrystaller og ses som regel sammen med de almindelige 22 grader haloer.
Herover ses dobbelthaloer omkring henholdsvis Månen og Solen, med en radius på henholdsvis 9 og 22 grader.
En zenithbue minder lidt om en omvendt regnbue, den har som regel tydelige farver, den vender spidserne opad og er tydeligst, når Solen står omkring 22 grader over horisonten, zenithbuen dannes ikke, når Solen står højere end 32 grader over horisonten. Hvis man forlænger zenithbuen til en cirkel, vil den have centrum i zenith, som er punktet på himlen lodret over hovedet. På grund af de opadvendte ender, kaldes zenithbuen også ”Det store smil på himlen”.
Zenithbuen ses et stykke over den almindelige 22 grader halo. Bunden af zenithbuen tangerer toppen af den svage 46 grader halo eller supralaterale bue.
Zenithbue højt på himlen, den vertikale billedvinkel er omkring 100 grader, punktet lodret over hovedet (zenith) er derfor med i billedet.
22 grader halo med bisole samt en lidt svag zenithbue mellem skyerne. Herunder en lille time-lapse video, bemærk at lysfænomenerne dannes i de højtliggende skyer:
En tydelig 22 grader halo samt en (altid) svagere 46 grader halo.
Et par kraftige bisole samt en farverig supralateral bue længere ude til højre.
En 22 grader halo med en øvre tangentbue. antydning af en nedre tangentbue, samt iriserende skyer foran Solen.
En 22 grader halo med øvre tangentbue, bisole, samt et fragment af en farvet infralateral bue yderst til venstre.
Toppen af en svag 22 grader halo med en tydelig øvre tangentbue, samt den sjældne ”Sunvex Parry bue” derover.
22 grader halo med en ”circumscribed halo” (omkransende på begge sider), der fra toppen breder sig ud til siderne. En ”circumscribed halo” kan dannes når Solen står i en højde på over 29 grader på himlen, står Solen lavere, bliver ”circumscribed halo” i stedet til øvre og nedre tangentbuer. Til højre ses en bisol (parhelia) med parhelic cirkel, der går gennem Solen og parhelia.
Sammensat billede af flere optagelser, der viser himlen hele vejen 360 grader rundt. Den tynde hvide parhelic circle går hele vejen rundt, i samme højde som Solen. Den er farveløs, fordi den dannes ved refleksion af sollyset, på overfladen af vertikale iskrystalflader, derfor sker der ingen farveskabende refraktion. På parhelic circle findes, ud over de almindelige bisole (parhelia), 2 stk. 120 grader parhelia, der har en vinkelafstand på 120 grader til Solen og til hinanden. Desuden ses en almindelig 22 grader halo og en ”circumscribed halo”, som i forrige billede. Fænomenet blev observeret ved den jyske vestkyst.
Et komplekst og meget sjældent haloshow. Inderst er der en 9 grader halo, med lysende pletter (plade buer), der ifølge Les Cowley kan skyldes alignede pyramideformede iskrystaller, det er i givet fald ekstremt sjældent og så vidt vides, er det ikke fotograferet tidligere. Dernæst en almindelig 22 grader halo med bisole (parhelia). Længere ude ses en 46 grader halo eller en supralateral bue, hvilken af dem det faktisk er, kan ikke afgøres med sikkerhed, da de er samfaldende i den øvre del. Øverst ses en zenithbue, der vender spidserne opad. Dagen før dette danske skue, den 20 marts 2009, blev der observeret 9 grader haloer i Storbrittanien.
Af alle halofænomener er 22 grader haloen den mest almindelige, den forekommer omkring 100 gange om året. Bisole (parhelia) forekommer også meget ofte – omkring 73 gange om året. Tangentbuer er knap så almindelige – de kan i gennemsnit ses 27 gange. Solsøjler 16 gange. Zenithbuer 13 gange. Parhelic cirkel, supralaterale buer/46 grader haloer – ca. 4 gange. Parry buer og 120 grader parhelia – ca. 1 gang om året. 9 grader haloer og andre halofænomener forårsaget af pyramideformede iskrystaller er meget sjældne – kun 1 gang hvert 3. år. German Halo Research Group har undersøgt og beregnet de nævnte frekvenser.
