One Ring

Contesto e storia

Sebbene sia uno dei tipi di alone più comuni, la forma e l'orientamento dei cristalli di ghiaccio responsabili dell'alone di 22° sono oggetto di dibattito. Colonne esagonali orientate casualmente sono solitamente proposte come la spiegazione più probabile, ma questa ipotesi presenta problemi, come il fatto che le proprietà aerodinamiche di tali cristalli li portano a orientarsi orizzontalmente anziché in modo casuale. Spiegazioni alternative includono il coinvolgimento di grappoli di colonne di ghiaccio a forma di proiettile. Quando la luce attraversa l'angolo al vertice di 60° dei prismi di ghiaccio esagonali, viene deviata due volte, con angoli di deviazione che vanno da 22° a 50°. Per n = 1,309, l'angolo di deviazione minima è quasi 22° (21,76°, quando θ_incidenza = 40,88°). Più precisamente, l'angolo di deviazione minima è in media di 21,84° (n = 1,31); 21,54° per la luce rossa (n = 1,306) e 22,37° per la luce blu (n = 1,317). Questa variazione della rifrazione in funzione della lunghezza d'onda fa sì che il bordo interno del cerchio sia rossastro mentre quello esterno sia bluastro. I cristalli di ghiaccio nelle nuvole deviano la luce in modo simile, ma solo quelli dell'anello specifico a 22 gradi contribuiscono all'effetto per un osservatore a una distanza fissa. Poiché nessuna luce viene rifratta ad angoli inferiori a 22°, il cielo è più scuro all'interno dell'alone.

Nella loro storia

Nel folklore, si dice che gli anelli lunari avvertano dell'arrivo di tempeste. Come altri aloni di ghiaccio, gli aloni di 22° appaiono quando il cielo è coperto da sottili nuvole di cirri o cirrostrati, che spesso precedono di qualche giorno un grande fronte di tempesta. Tuttavia, le stesse nuvole possono verificarsi anche senza alcun cambiamento meteorologico associato, rendendo l'alone di 22° un segno inaffidabile di maltempo.

Guida alla lettura

Un altro fenomeno che produce un anello attorno al Sole o alla Luna—e quindi talvolta confuso con l'alone di 22°—è la corona. A differenza dell'alone di 22°, tuttavia, è prodotto da gocce d'acqua anziché da cristalli di ghiaccio ed è molto più piccolo e più colorato. Per comprendere la formazione dell'alone di 22°, si consideri che tutti i raggi provenienti dal Sole/Luna arrivano in modo parallelo verso l'osservatore. I cristalli d'acqua esagonali possono assumere qualsiasi orientamento, ma qualsiasi rotazione oltre i 30° sarebbe ridondante nell'analisi degli angoli sottesi dai raggi emergenti. Per tutti i raggi verticali in arrivo, dobbiamo considerare solo gli angoli di incidenza nell'intervallo da 30° a 60° che incidono su un bordo del cristallo esagonale; questi sono quelli che raggiungeranno l'osservatore. Per l'intervallo di angoli di incidenza sopra menzionato, possiamo trovare l'angolo del raggio uscente rispetto alla verticale—che di fatto è l'angolo sotteso all'occhio dell'osservatore. Gli angoli dei raggi uscenti sono stati ottenuti dall'equazione: θ = sin⁻¹[n sin(π/3 - sin⁻¹(sin(π/3 - α)/n))] - α. Per la maggior parte degli angoli di rotazione, la media degli angoli dei raggi uscenti per il rosso si aggira intorno ai 22° ed è leggermente più alta per il blu.

Lo sapevi?

• L'alone di 22° è uno dei tipi di alone più comuni, ma la forma e l'orientamento dei cristalli di ghiaccio responsabili sono ancora oggetto di dibattito.
• L'angolo di deviazione minima per l'alone di 22° è in media di 21,84°, con la luce rossa che devia a 21,54° e la luce blu a 22,37°.
• Il bordo interno dell'alone di 22° è rossastro mentre quello esterno è bluastro a causa della variazione della rifrazione in funzione della lunghezza d'onda.
• Nessuna luce viene rifratta ad angoli inferiori a 22°, quindi il cielo è più scuro all'interno dell'alone.
• La corona è un fenomeno diverso che produce anch'esso un anello attorno al Sole o alla Luna, ma è causato da gocce d'acqua anziché da cristalli di ghiaccio ed è molto più piccolo e più colorato.