Halové jevy v atmosféře

Podmínkou pro vznik halových jevů je přítomnost drobných ledových krystalů nebo vodních kapek v atmosféře. Na nich dochází k odrazům a lomům slunečních paprsků, které se pak pozorovateli na zemi jeví jako světelné útvary různého tvaru i barvy. Podle toho, zda se světlo od krystalů odráží, nebo jimi prochází a láme se, mají halové jevy vzhled buď bělavý, či s duhovým nádechem. Ledové krystalky v atmosféře na nichž vznikají halové jevy se vyskytují nejčastěji ve výškách 6 až 12 km v oblačnosti vysokého patra. V přízemní vrstvě atmosféry se s ledovými krystalky setkáváme především v arktických oblastech. Tam je frekvence výskytu halových optických jevů v porovnání se střední Evropou až trojnásobná. I u nás je však lze pozorovat až okolo 100 dní v roce.

Výskyt halových jevů na obloze často doprovází oblačnost typu cirrostratu, která na obloze vytváří jemné bělavé závoje a přes níž zůstává viditelný sluneční disk (na rozdíl od oblaků nízkého patra, které jsou tvořeny vodními kapkami a slunce přes ně nezahlédnete). Taková oblačnost pokrývá oblohu často před příchodem teplé fronty, a proto jsou často se objevující halové jevy předzvěstí zhoršení počasí a příchodu srážek.

Jednotlivých halových jevů existuje celá řada. Typ a orientace ledových krystalků spolu s výškou slunce určují zda na obloze uvidíme malé halo, parhelio, halový sloup, velké halo či parhelový kruh. Nejbarevněji z nich se projevují vedlejší slunce - parhelia a cirkumzenitální oblouk. Bělavé jsou naopak halový sloup nebo parhelický kruh.

Krásný příklad malého haló jsme mohli pozorovat v pátek 3.února od východu Slunce do přibližně 10.30 hodin nad Prahou. Díky nízkým teplotám a dostatečné vlhkosti vzduchu se drobné poletující ledové krystaly vyskytovaly i v přízemní vrstvě ovzduší. Halo mělo vzhled světlého kola o poloměru 22° kolem středu slunečního disku, které bylo na vnitřní straně směrem ke Slunci mírně načervenalé. Kružnice malého hala vzniká lomem paprsků v ledových krystalcích ve tvaru šestibokých sloupků. Paprsky do těchto krystalků vnikají boční stěnou, lámou se, procházejí ledem krystalu a při výstupu se opět lámou na další stěně sloupku. Přitom se odchylují od svého původního směru a to v závislosti na úhlu dopadu na boční stěnu krystalku. Výsledkem je, že je kolo malého hala poměrně ostře ohraničené směrem ke Slunci, zatímco vně malého hala světlejší lem postupně přechází do okolí. Tvar malého hala a dalších halových jevů vznikajících na náhodně orientovaných krystalech neovlivňuje výška Slunce nad obzorem.

Nejnápadnějším a velmi běžným optickým úkazem v atmosféře je duha. Vzniká při průchodu slunečních paprsků vrstvami vzduchu, který obsahuje větší množství vodních kapek, což bývá v případě deště. Duha se vytváří v důsledku vnitřního odrazu světelných paprsků na povrchu kapek. Duha se jeví jako světelný oblouk o poloměru 42°, ve kterém lze pozorovat jednotlivé barvy spektra. Příčinou vzniku duhy je rozdílný lom světla různých vlnových délek na vodních kapkách do barev ve sledu (od vnější strany k vnitřní) červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá a fialová. Duhu tedy pozorujeme na pozadí oblaků, z kterých vypadávají srážky a které jsou současně osvětlené Sluncem. Podmínkou vzniku duhy je pozice Slunce relativně nízko nad obzorem, tedy ráno, či večer. Méně jasná duha, která se někdy objevuje současně s hlavní duhou se označuje jako vedlejší.