Halové jevy

Patrně každý z nás již měl možnost obdivovat živé barvy duhy tvořící monumentální oblouk na nebi. Kromě tohoto úkazu však existuje i jiná skupina meteorologických jevů, které mohou vytvořit na obloze duhové obrazce. Jde, mimo jiné, o tzv. halové jevy, kterých existuje celá řada. Účelem tohoto článku však není popsat veškeré jejich varianty, ale klade si spíše za cíl stručně popsat principy jejich vzniku a upozornit čtenáře na nejzajímavější z nich.

Obr. 1: Snímek halového sloupu viditelného nad obzorem po západu Slunce. Foto: Emil Březina

Obr. 2: Schematický náčrt chodu paprsků v ledovém krystalu při vzniku malého hala. Pohled ve směru hlavní osy krystalu.

Obr. 3: Schema vzniku malého hala — světlo ze Slunce vstupuje do ledových krystalů v atmosféře. Při průchodu paprsku krystalem nastává jeho rozklad na spektrum. Obrazec duhového kruhu kolem Slunce na obloze, který vidí pozorovatel, pak vzniká na obrovském množství ledových krystalů, jenž jsou v různých částech hala různě orientovány (viz také obr. 4).

Obr. 4: Přibližně stejně jako na této kresbě vidí pozorovatel výsledný obrazec malého hala na obloze.

Obr. 5: Schema průchodu paprsku ledovým krystalem v případě vzniku velkého hala.

Obr. 6: Snímek jednoho z bočních sluncí na cirrovité oblačnosti. Foto: Emil Březina

Zatímco duha vzniká lomem a odrazem slunečních paprsků na kapkách vody, halové jevy jsou vytvářeny lomem a odrazem v ledových krystalcích. Některé z halových jevů vznikají pouze odrazem a jsou jen bělavé. Jiné, u kterých hraje roli lom světla, jsou zbarveny duhově.

Halové jevy se nejčastěji vytvářejí na oblačnosti typu Cirrostratus či Cirrus, která je tvořena právě ledovými krystalky a nachází se ve výši mezi 5 — 13 km. Vzácněji pak můžeme spatřit některý z halových jevů během zimního období na zvířeném sněhu (např. v Antarktidě je to z pochopitelných důvodu běžná záležitost). O tom, jestli a případně který z halových jevů na obloze spatříme, rozhoduje tvar a orientace ledových krystalků v atmosféře, a také zde hraje roli výška Slunce nad (v některých případech pod) obzorem. Vynikající pomůckou pro sledování těchto jevů jsou sluneční brýle, protože většinu z nich na nebi nalezneme nedaleko Slunce. Vzácněji můžeme pozorovat halové jevy rovněž kolem Měsíce (ovšem v tomto případě sluneční brýle potřebovat rozhodně nebudeme).

Poměrně jednoduchým způsobem vzniká tzv. halový sloup, který můžeme nejlépe pozorovat při poloze Slunce velmi nízko nad obzorem, případně i po jeho západu nebo před východem. Halový sloup se jeví jako úzký pruh světla nad nebo pod slunečním kotoučem (viz obr. 1). Jde o odraz světla na vodorovně orientovaných plochách ledových krystalů v atmosféře [1].

Jedním z nejběžnějších úkazů je tzv. malé halo. Jde o duhově zbarvený kruh (případně jeho části) o poloměru 22° kolem Slunce. Vzniká lomem světelných paprsků v šestibokých krystalech vodního ledu, do kterých vstupuje paprsek pláštěm, kolmo k hlavní ose, a vystupuje opět pláštěm (viz obr. 2). Ledový krystal se v tomto případě chová jako optický hranol a rozkládá původně bílé sluneční světlo na spektrum, jenž následně vnímá pozorovatel. Při vhodné orientaci ledových krystalů pak na nebi můžeme pozorovat úplný kruh o výše zmíněném poloměru (viz obr. 3 a 4). Druhou možností je vstup světelného paprsku do krystalku podstavou, kolmo ke spojnici některé z protilehlých hran, přičemž paprsek opět vystupuje pláštěm (viz obr. 5). V tomto případě se vytváří podstatně vzácnější velké halo o poloměru 46° [1].

Celkem běžně lze na obloze spatřit boční slunce neboli parhelia (viz obr. 6). Jde o duhově zbarvené a často velmi výrazné skvrny nacházející se obvykle na obou stranách Slunce (občas však může být pozorovatelné jen jedno z parhelií na osamělém oblaku Cirrus). Vzdálenost parhelií od slunečního disku je proměnlivá a záleží na výšce Slunce nad obzorem. Při velmi malých výškách jsou v jedné rovině se Sluncem a jsou od něj vzdálena 22°. Tato boční slunce vznikají stejně jako malé halo, ovšem s tím rozdílem, že v atmosféře převládají ledové krystalky s hlavní osou orientovanou svisle. Velmi vzácně se pak vyskytují i boční slunce vzdálená od slunečního disku 120° [1].

Mnohé další halové jevy vznikají komplikovanějším způsobem, kdy kromě prostého lomu paprsku v krystalu nastává ještě jeho několikanásobný odraz. Zde vám při dalším studiu může pomoci vynikající program HaloSim (bohužel pouze pro operační systém Windows), který je volně přístupný na anglicky psaných internetových stránkách o atmosférické optice [2], jejichž návštěvu nelze než doporučit. HaloSim dokáže simulovat prakticky jakýkoliv druh halových jevů (používá raytracing) a umožňuje definovat i vlastní tvar ledového krystalu. Rovněž na českých serverech lze nalézt velmi kvalitní a podrobné informace včetně fotografií halových jevů [3], takže pokud nevládnete angličtinou, netřeba zoufat.