Содержание
Интереснейшее явление в природе, которое наблюдается довольно часто, – возникновение световых столбов, будто соединяющих небо и землю. Их появление многие народы принимали за различные предзнаменования — как добрые, так и зловещие.
Кто-то объявлял их проявлением божественной благосклонности, а кто-то – угрозой сильнейших разрушений, мора и голода. Что означают световые столбы в небе и какова природа их возникновения, поможет узнать эта статья.
Что представляет собой это явление
Световые столбы, появляющиеся в небе, – совершенно вертикальные, ярко сияющие колонны, тянущиеся от солнца (или луны) к земле или от нее к светилу во время заката или восхода, т. е. тогда, когда источник света располагается низко, у горизонта. Увидеть их можно выше или ниже солнца (луны), все зависит от места нахождения наблюдателя. Цвет столба идентичен оттенку светила в этот момент: если оно желтое, то и явление такое же.
Как трактуют ученые
Световые столбы – весьма распространенный вариант гало — так называемого оптического феномена, появляющегося при определенных условиях вокруг источника света. Когда впервые видишь это явление, трудно поверить в естественную природу его происхождения – настолько явственно сходство с лучами прожектора.
На самом деле свет солнца (или луны) взаимодействует с образовавшимися в слоях атмосферы ледяными кристаллами, которые отражают его. Подобное объяснение слишком просто, оно характеризует механизм появления феномена, но не проясняет тех условий, при которых возникновение световых столбов становится возможным. Разберемся, при каких обстоятельствах это явление происходит и что означает.
Световые столбы: как они возникают, почему мы их видим
Чаще всего появляются подобные оптические эффекты в холодное время года. Это обусловлено тем, что для возникновения столба в атмосфере Земли должны образоваться кристаллики льда, а солнце – находиться достаточно низко. При пониженных температурах воздуха в атмосфере образуется множество шестигранных ледяных кристалликов, способных отражать лучи света. Но нередки случаи возникновения подобного эффекта и в более теплое время года. Это может происходить в тот период, когда на небе наблюдают перистые облака – в них также образуются столбовидные шестигранные кристаллы льда.
Солнечные или лунные лучи, врываясь в атмосферу со скоростью свыше 300 тыс. км в секунду, сталкиваются со взвешенными в воздухе ледяными кристаллами. Именно это обстоятельство основополагающее для появления гало. Игра света с этими льдинками позволяет наблюдать за потрясающим феноменом, образующимся на высоте около 8 км.
В мороз кристаллы льда образуются значительно ниже, и благодаря этому световые столбы (фото представлено в статье) имеют очень четкие контуры и зрительно воспринимаются лучше. Зрелище это потрясающее – красивое и волнующее.
Образование феномена
Учеными прослеживается несколько вариантов образования оптического эффекта в зависимости от формы кристаллов и нахождения источника света. Появляются световые столбы так:
- Если кристаллы льда имеют плоскую шестиугольную форму, то при падении они принимают горизонтальное положение, столбовидные же опускаются ровными стоячими рядами. Повиснув в холодном воздухе, они выполняют роль призмы, преломляя попадающий на них световой луч.
- Отраженный свет образует своеобразную линзу, плавающую в воздухе и пропускающую через себя мощный луч.
- Какие кристаллы участвуют в создании подобного эффекта (плоские или столбовидные), зависит от нахождения светила в этот момент. В положении под углом 6˚ к поверхности земли – это плоские шестигранники. Если же солнце окажется под углом 20˚, значит, световая колона образована преломлением в столбовидных кристаллах.
Феномен искусственного происхождения
Итак, холод и влажность – вот главные составляющие в возникновении благоприятных предпосылок для образования в атмосфере Земли взвешенных ледяных кристалликов, ограненных с шести сторон. В них может преломляться свет от различных источников — как от небесных, так и уличных прожекторов или автомобильных фар. Свет, преломляющийся в них, дает специфический эффект, представляющий собой перпендикулярную земле, резко очерченную яркую полосу. Жители северных городов бывают свидетелями редкого явления, имя которому – световой лес.
Происходит это потому, что падающие плоские кристаллы-шестигранники зимой не испаряются по дороге к земле из-за минусовой температуры, а превращаются в некое подобие густого тумана, способного отражать свет наземных источников и образовывать световые столбы, весьма схожие с природными. Такие лучи оказываются значительно длиннее, поскольку источник света расположен ниже.
Отличие от северного сияния
Природа возникновения этих двух оптических явлений различна. Полярные сияния – продукт вспышек геомагнитных бурь, когда магнитное поле планеты возмущено «порывами» солнечного ветра. Именно они, вторгаясь в магнитосферу Земли, заставляют ее светиться наподобие того, как это делает кинескоп телеприемника. Обычно северное сияние проявляется зеленовато-сиреневыми всполохами на большой площади небесного свода.
Механизм же образования световых лучей разительно отличается, поэтому путать эти оптические явления нельзя.
В нашей публикации рассмотрены причины возникновения удивительного оптического эффекта и даны объяснения, что означают световые столбы. Фото, представленные в статье, наглядно демонстрируют красоту редкого феномена.
Световой (или солнечный) столб (англ. Light pillar ) — визуальное атмосферное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от Солнца во время его заката или восхода (ночью наблюдаются также столбы от Луны, ярких планет [1] или от наземных источников света). Явление вызывается отражением света на почти горизонтальных плоских гранях шестиугольных плоских либо столбовидных ледяных кристаллов, взвешенных в воздухе. Плоские кристаллы вызывают солнечные столбы, если Солнце находится на высоте 6 градусов над горизонтом либо позади него, столбовидные кристаллы — если Солнце находится на высоте 20 градусов над горизонтом. Кристаллы стремятся занять горизонтальную позицию при падении в воздухе, и вид светового столба зависит от их взаимного расположения. Такие кристаллы образуются в высоких перистых облаках, наиболее часто в перисто-слоистых. При низких температурах подобные кристаллы также могут образовываться и в более низких слоях атмосферы. Поэтому световые столбы чаще наблюдаются в холодное время года. При формировании светового столба свет отражается либо от нижней или верхней поверхности ледяной пластинки, либо от горизонтальных торцов или граней ледяного стержня.
Ширина столба определяется средним углом отклонения отражающих граней кристаллов от горизонтали, а также размерами источника; в идеальном случае точечного источника и абсолютно горизонтальных кристаллов ширина столба стремится к нулю. Световые столбы от Солнца и Луны имеют ширину не менее 0,5 градуса (угловой диаметр этих светил).
В редких случаях солнечный столб может сопровождаться так называемым паргелическим кругом. Он представляет собой светлую полосу, которая видна на небе на той же высоте, что и Солнце. При благоприятных условиях она составляет замкнутый круг, проходящий через Солнце и ложные Солнца.
Световые столбы нередко формируются вокруг луны, городских огней и других ярких источников света. Столбы, исходящие от низко расположенных источников света, обычно намного длиннее, чем солнечные или лунные столбы. Чем ближе к световому столбу находится наблюдатель, тем меньше сказывается расположение кристаллов в пространстве на внешнем виде столба.
Сходные оптические явления возникают при ледяных иглах — атмосферном явлении, твёрдых осадках в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в приземном слое воздуха в морозную погоду. В отличие от световых столбов (оптического эффекта, возникающего в верхней тропосфере), ледяные иглы относятся к атмосферным явлениям и отмечаются метеорологическими станциями.
Поскольку световые столбы формируются вследствие отражения, свет в них частично или полностью поляризован, что можно обнаружить, рассматривая световой столб в поляризатор. Степень поляризации меняется вдоль столба. Как показывают расчёты и экспериментальные наблюдения, свет от наземных источников становится полностью горизонтально поляризованным в точке столба, наблюдаемой под углом 37,6° от горизонта (52,4° от зенита — угол Брюстера для поверхности воздух-лёд при коэффициенте преломления льда 1,30) [2] .
В северных районах земного шара морозной зимой можно увидеть удивительное явление – световые столбы.
Казалось бы, что это обычный свет от прожектора, обращенный в небо. Однако эти явления имеют природное происхождение.
Общие сведения
В зимнее время, когда температура воздуха опускается до -20C, можно увидеть в небе появление горизонтальных колонн света. Они образуются после заката или перед восходом, когда Солнце находится на линии горизонта. Для появления этого удивительного атмосферного феномена должна быть высокая влажность воздуха и холодная погода.
Интересный факт: люди долго верили в то, что это природное явление имеет божественное происхождение, ему приписывали множество сверхъестественных знамений. Одна из легенд гласила, что человек, увидевший этот феномен на линии горизонта, станет могущественным и богатым, ему небесные светила подарят свое покровительство. В некоторых уголках мира до сих пор люди верят, что появление таких феноменов, которые происходят под воздействием света и наблюдаются в холодное время года, сулит усиление морозов.
С развитием уфологии стали появляться невероятные факты о том, что столбы света образуют инопланетяне, которые наблюдает за нами из своих тарелок, приблизившись к земле. Часто возникали рисунки и кадры в видеофильмах, как человек при помощи светящейся колонны поднимается в тарелку к пришельцам, а затем ничего об этом не помнит.
Ученые-физики развеяли все мифы о происхождении световых столбов. Оказалось, что появление такого вертикального света зависит от насыщенности перистых облаков и воздуха кристаллами льда. При морозной погоде находящиеся близко к поверхности земли кристаллы отражают свет Луны, планет, звезд или Солнца. Причиной образования этого необычного явления также могут стать обычные фонари, фары машин и прожекторы.
Описание явления
Планеты, созвездия и Солнце отправляют лучи на нашу планету, которые при встрече с кристаллами льда в холодных краях преломляются, образуя светящуюся колонну.
Солнечный столб с трудом можно назвать природным явлением, так сильно он похож на вертикальный луч прожектора. Толщина колонны света обычно равна диаметру источника, отправившего луч на землю. Колонна достаточно мощная и яркая, внутри нее можно заметить, как переливаются кристаллы льда, отсвечивая.
Как возникают
Кристаллы льда, участвующие в образовании этого природного феномена, обладают плоской шестиугольной формой, либо представляют собой небольшой столбец. Луч света может отражаться от любой грани, поэтому расположение кристаллов играет важную роль.
Во время появления гало, как еще называют световой столб, видно, что он не только имеет такой же диаметр, как образующий его источник света, но и отражает его цвет. Довольно часто при морозной погоде, выехав за черту города, можно наблюдать гало, устремляющиеся в небо, абсолютно разных цветов. Чем ниже источник, тем ярче и насыщенней природный феномен.
Явление, которое считается похожим на солнечные столбы, называется ледяные иглы. Однако, иглы отражают короткие полосы света и их появление длится весьма недолго. Причина появления игл та же – во время зимней морозной погоды при низких температурах ледяные кристаллы, опустившиеся к земле, отражают свет, попадающий на них от небольших источников. Даже карманный фонарик может стать причиной отражения коротких острых полос света от ледяных кристаллов.
Искусственное происхождение
Зная особенность образования светового столба, многие жители северных районов планеты научились создавать красивое свечение. Чтобы получить разноцветные гало искусственного происхождения, люди специально разукрашивают лампы большого диаметра в различные цвета и размещают их на одинаковой высоте. Такой феномен называется «световой лес» и он очень похож на солнечные столбы, образующиеся при отражении луча от естественных источников света – планет.
Чаще всего появление “светового леса” обусловлено наличием искусственных источников отражения света. Ими могут стать уличные фонари, лампочки, фары машин. Люди давно знают, как искусственно создать световой лес, ведь это атмосферное явление удивительно красиво.
Разновидности
Явление, представляющее собой оптический эффект, возникающий из-за дисперсии света в кристаллах льда, называется гало. Довольно часто в холодное время года можно увидеть светящийся круг вокруг Солнца или уличного фонаря – это и есть гало. Существует немало разновидностей гало: солнечные столбы и “световой лес” также относятся к ним.
Появление световых столбов и гало обеспечивает морозная погода и влажный воздух, насыщенный кристаллами замерзшей воды.
Иногда солнечный столб сопровождается еще одним природным явлением – паргелическим кругом. Это светлая полоса, которую можно увидеть на небе на высоте Солнца. Она похожа на замкнутый круг, окружающий Солнце.
Природа нашей планеты удивительно многообразна, она каждый день дарит нам удивительные открытия. Солнечные столбы часто приравнивают к северному сиянию, однако происхождение этих природных явлений абсолютно разное.
Загрузка...
