One Ring

Hintergrund

Obwohl es sich um eine der häufigsten Halo-Arten handelt, sind die Form und Ausrichtung der für den 22°-Halo verantwortlichen Eiskristalle Gegenstand von Diskussionen. Sechseckige, zufällig orientierte Säulen werden meist als wahrscheinlichste Ursache genannt, aber diese Erklärung bringt Probleme mit sich, wie etwa die Tatsache, dass die aerodynamischen Eigenschaften solcher Kristalle dazu führen, dass sie eher horizontal als zufällig ausgerichtet sind. Alternative Erklärungen beinhalten die Beteiligung von Clustern aus geschossförmigen Eissäulen. Wenn Licht durch den 60°-Scheitelwinkel der sechseckigen Eisprismen fällt, wird es zweimal abgelenkt, was zu Ablenkungswinkeln von 22° bis 50° führt. Für n = 1,309 beträgt der minimale Ablenkungswinkel fast 22° (21,76°, bei θ_Einfall = 40,88°). Genauer gesagt beträgt der minimale Ablenkungswinkel im Durchschnitt 21,84° (n = 1,31); 21,54° für rotes Licht (n = 1,306) und 22,37° für blaues Licht (n = 1,317). Diese wellenlängenabhängige Variation der Brechung führt dazu, dass der innere Rand des Kreises rötlich und der äußere Rand bläulich erscheint. Die Eiskristalle in den Wolken lenken das Licht alle ähnlich ab, aber nur diejenigen aus dem spezifischen Ring bei 22 Grad tragen für einen Beobachter in einer bestimmten Entfernung zum Effekt bei. Da bei Winkeln kleiner als 22° kein Licht gebrochen wird, ist der Himmel innerhalb des Halos dunkler.

In eigener Sache

In der Folklore sollen Mondringe vor herannahenden Stürmen warnen. Wie andere Eishalos treten 22°-Halos auf, wenn der Himmel von dünnen Zirrus- oder Zirrostratuswolken bedeckt ist, die oft einige Tage vor einer großen Sturmfront auftreten. Dieselben Wolken können jedoch auch ohne damit verbundene Wetteränderung auftreten, was einen 22°-Halo als unzuverlässiges Zeichen für schlechtes Wetter macht.

Leserleitfaden

Ein weiteres Phänomen, das einen Ring um die Sonne oder den Mond erzeugt – und daher manchmal mit dem 22°-Halo verwechselt wird – ist die Korona. Anders als der 22°-Halo wird sie jedoch von Wassertröpfchen anstelle von Eiskristallen erzeugt und ist viel kleiner und farbenfroher. Um die Entstehung des 22°-Halos zu verstehen, bedenke, dass alle Strahlen von der Sonne/dem Mond parallel auf den Beobachter zukommen. Sechseckige Wasserkristalle können jede beliebige Ausrichtung annehmen, aber jede Drehung über 30° hinaus wäre bei der Analyse der von den austretenden Strahlen eingeschlossenen Winkel redundant. Für alle einfallenden vertikalen Strahlen müssen wir nur Einfallswinkel im Bereich von 30° bis 60° betrachten, die auf eine Kante des sechseckigen Kristalls treffen; diese sind es, die den Beobachter erreichen. Für den obigen Bereich von Einfallswinkeln können wir den Winkel des austretenden Strahls in Bezug auf die Vertikale finden – was tatsächlich der Winkel ist, der am Auge des Beobachters eingeschlossen wird. Die Winkel der austretenden Strahlen wurden aus der Gleichung erhalten: θ = sin⁻¹[n sin(π/3 - sin⁻¹(sin(π/3 - α)/n))] - α. Für die meisten Drehwinkel liegt der Durchschnitt der Winkel der austretenden Strahlen für Rot bei etwa 22° und ist für Blau etwas höher.

Wussten Sie schon?

• Der 22°-Halo ist eine der häufigsten Halo-Arten, dennoch sind die Form und Ausrichtung der dafür verantwortlichen Eiskristalle noch immer Gegenstand von Diskussionen.
• Der minimale Ablenkungswinkel für den 22°-Halo beträgt im Durchschnitt 21,84°, wobei rotes Licht bei 21,54° und blaues Licht bei 22,37° abgelenkt wird.
• Der innere Rand des 22°-Halos ist rötlich, während der äußere Rand aufgrund der wellenlängenabhängigen Variation der Brechung bläulich ist.
• Bei Winkeln kleiner als 22° wird kein Licht gebrochen, daher ist der Himmel innerhalb des Halos dunkler.
• Die Korona ist ein anderes Phänomen, das ebenfalls einen Ring um die Sonne oder den Mond erzeugt, aber sie wird durch Wassertröpfchen anstelle von Eiskristallen verursacht und ist viel kleiner und farbenfroher.