Редкие световые явления: солнечный столб и гало. Световые столбы в небе Свет от фонарей в небо название

Световой столб – удивительное, создавшее вокруг себя множество теорий, выдумок и поверий, оптическое природное явление.

Эффектное оптическое явление вертикальных полос света, соединяющих землю и небо, часто появляется при заходе или восходе Солнца, в тихую холодную погоду, при повышенной влажности в атмосфере. Долгое время оно считалось проявлением божественного знамения, но ученые развеяли увлекательный сверхъестественный миф. Оказалось, что объяснение удивительного зрительного эффекта нужно искать в обычных кристаллах льда. Они возникают в перисто-слоистых облаках, насыщенных замершими частицами воды, но при низкой температуре воздуха, появляются ближе к поверхности земли. Дорожку света среди них могут зажечь Солнце, Венера или Луна, а также более прозаические источники – уличные фонари, прожекторные установки, фары машин.

Как возникает световой столб?

Замерзшие капли воды, ставшие причиной этого захватывающего феномена, имеют плоскую шестиугольную или столбовидную форму. Свет отражается от различных граней – верхних, нижних или торцевых, – поэтому их взаимное расположение влияет на вид столба. Игра света может породить даже ложные «солнца» или паргелический круг – заметный ареол вокруг нашей звезды. Множество отражений лучей сливаются в нашем восприятии в окружность над горизонтом. Причина всех этих явлений одна – преломление лучей в кристаллах замерзшей воды.

Часто источником освещения становится не масштабный небесный объект, такой как Солнце или Луна, а простая лампочка. Поэтому диаметр световых столбов аналогичен их размеру. Кроме этой величины оптическое явление наследует и цвет породившего его объекта. Ученые не раз отмечали то, что низко расположенный генератор света, создает более длинные колонны.

Ледяные иглы – близкие родственники световых столбов

Явление, названное ледяными иглами, представляет собой более короткие, но многочисленные полосы света. Природа и место их появления аналогичны возникновению столбов – низко над землей, в морозном воздухе парят мелкие кристаллы льда, от которых отражается свет. Ледяные иглы также считаются атмосферным явлением.

Особенности наблюдения

Световые столбы способны формироваться вокруг любого источника света: фонаря, Луны, светящейся витрины. В северных районах и странах, например, на Аляске, где от низких температур в воздухе образуются кристаллы льда, обычная лампа уличного фонаря может дать уникальное свечение, удачно названное «Световой лес». Природное отражение от замерзших капель воды и лампочки, покрашенные в красный, синий, зеленый оттенок, становятся причиной появления фантастических разноцветных колонн, гордо устремляющихся в небо.

Интересные и невероятные факты из истории и наших дней

По древней легенде человек, увидевший столб света, обретет несметное богатство и счастье. Ведь теперь – он избран, и ему явилось божественное знамение.

Некоторые особо скептически настроенные наблюдатели не видят в явлении как мистических, так и природных первопричин, считая световые столбы лучами обыкновенных прожекторов.

С появлением историй про НЛО и расцвета увлечения уфологией, это явление связывали с долгожданным прибытием космических пришельцев. Но если вам посчастливится увидеть столб света, не пугайтесь! Это не инопланетный корабль пытается втянуть на борт очередную жертву, а ледяные частицы вполне естественного происхождения отражают свет Луны, фонаря или фар автомобиля.

8 СОВЕТОВ ДЛЯ АВТОПУТЕШЕСТВЕННИКОВ Путешествия на машине – это не только удобно и бюджетно, это настоящее приключение! Публикуем для вас восемь лайфхаков, которые помогут вам избежать частых проблем при путешествии на автомобиле на дальние расстояния. Пройдите техосмотр Нет ничего более проблемного, чем внезапная поломка в дороге. Особенно если вы собираетесь в путешествие за пределами России – ведь там ремонт может стоить огромных денег. Чтобы обойти эти неприятности, советуем заранее пройти техосмотр и убедиться в том, что тормозной системе, ходовой части и двигателю ничего не угрожает. Проверьте документы Обязательно возьмите с собой паспорт, страховой полис, водительское удостоверение, полный пакет документов на машину. Если вы собираетесь пересекать границу, то узнайте заранее, какие дополнительные документы от вас могут потребовать, а также помните, что некоторые машины могут не пропустить через границу. Застрахуйтесь Хорошо, если страховой полис не понадобится, но в момент ЧП он сможет обеспечить вам квалифицированную первую помощь. Более того, для поездок за границу – это строго обязательный пункт! В Сбербанке вы можете оформить страховку онлайн за пару минут с суммой покрытия до 120 000€, а также застраховать себя от кражи документов и порчи спортинвентаря. Возьмите важные мелочи Например, сумку-холодильник, чтобы можно было брать еду в дорогу и экономить на кафешках, а также powerbank , обновленную аптечку для путешествий, необходимые инструменты (набор гаечных ключей, трос, домкрат, знак аварийной остановки и др.). Также не забудьте про удобную одежду, которая не будет ограничивать ваши движения, пока вы едете в машине. Составьте подробный маршрут Хорошее самочувствие водителя – это залог безопасности, поэтому изучите дорогу, по которой вы собираетесь ехать, и внимательно рассчитайте места для отдыха и ночлега. Желательно составить маршрут таким образом, чтобы расстояние между пунктами для отдыха не превышало 300-400км. Специалисты считают, что это наиболее удачное расстояние, чтобы не переутомиться и не потерять концентрацию. Распределите вещи правильно Те, что понадобятся вам в дороге, переложите поближе (перекус, теплая толстовка, вода, гаджеты и пр.), а объемные и ненужные – подальше, чтобы они вам не мешали. Также учтите, что правильно распределить багаж – это еще и вопрос безопасности. В случае удара при неправильном распределении может сместиться центр тяжести, и автомобиль станет менее устойчивым. Установите полезные приложения Конечно, первые в этом списке – офлайн-карты. Если вы путешествуете по Европе, то обязательно скачайте на смартфон ViaMichelin (для поездок по Америке – Roadtrippers). Это планировщики маршрута, которые показывают не только дорогу и жилье, но и различные придорожные достопримечательности. Организуйте место в машине Так как автомобиль на время станет точкой вашего досуга, обеда и сна одновременно, следует правильно организовать пространство. Не не лишним будет сделать небольшую урну для мусора, на спинки прикрепить органайзеры с важными мелочами, а если с вами едут дети, то дать возможность им занять себя самостоятельно: с помощью подставки с планшетом или присосок на стекло с игрушками и карандашами. А вы часто путешествуете на машине?

Природа Земли богата загадками. Ученые до сих пор не в состоянии выяснить суть некоторых природных явлений. В давние времена подобные неразгаданные явления природы воспринимались людьми в качестве наказания за неправедные поступки или божественного знака. Люди относились к ним с трепетом, ждали их, ведь такие знаки были важны.

Прочитав статью, можно будет узнать об одном из таких необычных явлений природы - световом столбе.

Сегодня многие явления природы уже не очень сильно пугают, а некоторые из них даже завораживают. К числу последних и относится описанное в статье явление.

Ниже представлены некоторые самые завораживающие и прекрасные из них:

1. Полярное сияние . Хоть оно нередко происходит в некоторых регионах Земли, все же относится к необычным явлениям. Другое его название - северное сияние. Представляет оно собой голубоватое свечение, появляющееся в небе из-за прохождения заряженных мелких частиц сквозь геомагнитное поле Земли.
2. Миражи. Это немного таинственное явление. Появляются они непонятно откуда, да а исчезают в никуда. Связано это с изменением плотности нагретого воздуха по вертикали. Такой оптический эффект может продемонстрировать любую фигуру, поэтому может и сильно напугать.
3. (подробное описание явления ниже в статье).
4. Огни святого Эльма - это древнейшее явление, впервые замеченное моряками. Иногда на корабельных мачтах и любых других остроконечных предметах возникали светящиеся огни, напоминающие шары. В те времена судно, освещенное подобными огоньками, считалось моряками удачным знаком свыше, это было благословение на успешное плавание. Святой Эльм является покровителем моряков, поэтому и возникло такое название. А происхождение этих светящихся шаров объясняется тем, что на верхушках мачт и прочих заостренных предметах судна образуются точечные разряды, создающие подобное свечение.

Примечательными и необычными природными явлениями можно назвать следующие: облака двояковыпуклые, гало, зеленый луч - оптическое явление, молнии Кататумбо, лунную радугу, пояс Венеры и много другое.

Ниже дано более подробное описание одного из этих чудес природы.

Световые столбы: фото, происхождение

Это один из видов явления гало, представляющий собой оптический эффект (в верхней тропосфере) в виде вертикальной полосы света, тянущейся от Солнца во время восхода или заката. Вызывается оно шестиугольными столбовидными или плоскими ледяными кристалликами с практически горизонтальными плоскими и параллельными поверхностями.

Плоские кристаллы, висящие в воздухе, создают солнечные столбы при расположении солнца на шестиградусной высоте над горизонтом, или же позади него, а столбовидные - когда светило находится над горизонтом на высоте 20 градусов. При падении в воздухе кристаллы занимают горизонтальную позицию, и вид столба зависит от их взаиморасположения.

Возникает этот столб при отражении солнечного света от поверхностей мельчайших кристаллов льда, представляющих собой именно пластинки или шестиугольные стержни. Обычно образуются они в перистых или в перисто-слоистых облаках, расположенных очень высоко (около 8 тысяч метров над уровнем моря). При более низких температурах кристаллы могут возникнуть и в более низких атмосферных слоях.

Световые столбы чаще можно наблюдать в холодный период года.

Разновидности

Бывают случаи, когда столб сопровождается паргелическим кругом, представляющим собой светлую полосу на небе, расположенную на уровне солнца. При более благоприятных условиях он может представлять собой замкнутый круг, который проходит через само светило и так называемые ложные солнца.

Часто столбы образуются вокруг луны, огней городов и прочих ярких световых источников (подробнее ниже в статье). Подобные оптические явления происходят и при наличии ледяных игл, являющихся атмосферным явлением (твёрдыми осадками в виде ледяных мельчайших кристаллов, которые парят в морозную погоду в околоземном пространстве). Последние, в отличие от световых столбов, представляют собой атмосферное явление, отмечающееся метеорологическими станциями.

Искусственное происхождение

Для возникновения подобного феномена источником света могут быть не только небесные светила. Также могут возникнуть столбы от приборов искусственного освещения (это городские и садовые фонари, прожектора и прочее). Обычно столбы, исходящие от расположенных ниже, намного длиннее по сравнению с лунными и солнечными. И чем ближе наблюдатель к столбу, тем меньше сказывается на внешнем виде явления расположение в пространстве кристаллов.

Обычно при минусовой температуре воздуха кристаллы испаряются, не достигнув земной поверхности, а падающие плоские кристаллики ближе к поверхности преобразуются в туман, способный отражать наземные огни. Так образуются колонны, которые очень похожи на световые столбы.

Чаще всего подобные оптические эффекты можно наблюдать на Ниагарском водопаде зимой. Кристаллы, возникающие возле него в тумане, отражают свет от прожекторов и создают хорошо видимый столб.

Особенности столбов

Столбы света имеют следующие особенности:

1. Представляют собой абсолютно вертикальную колонну, которая тянется от луны или солнца к земле. Во время заката или восхода они находятся у самого горизонта.
2. Световой столб обязательно имеет тот же цвет, что и источник, лучи которого породили этот оптический эффект. В некоторых местах можно наблюдать сразу несколько разноцветных явлений подобного рода.
3. Световые столбы в мороз (ниже -20°С) - самое частое явление. В такую погоду эти фигуры принимают наиболее чёткие формы.

Заключение

Нередко световые столбы воспринимаются в качестве проявлений мистического божественного света. Древние легенды о небесных огненных мечах, по всей видимости, возникли благодаря этому необычному природному явлению, когда восходящее или заходящее Солнце озаряет легкие перистые облака, а возникший столб как будто привязывает их к земле.

Столбы света над фонарями.

Если зимой в тихую, морозную ночь вы выйдете на городскую площадь, освещенную фонарями, и если существуют некоторые благоприятные обстоятельства, о которых будет сказано чуть позже, то, может быть, вам посчастливится быть свидетелем редкого эффектного зрелища: вы увидите над площадью лес светящихся столбов. Световой столб стоит над каждым фонарем строго вертикально и уходит далеко вверх. Можете обойти фонарь со всех сторон, световой столб останется на своем месте.

В книге М. Миннарта «Свет и цвет в природе» кратко говорится об этом явлении. Там сказано, что оно наблюдается в Канаде и в России и что причина его - отражение света мелкими ледяными частицами, взвешенными в воздухе. От этого еще довольно далеко до детального объяснения механизма возникновения световых столбов.

То, что в создании световых столбов участвуют мелкие снежинки или льдинки, находящиеся в атмосфере, не вызывает никаких сомнений. Освещенные фонарем снежинки и льдинки блестят, как будто сами светятся. Но почему светится только столб, стоящий над фонарем?

Проделав простой эксперимент, вы убедитесь, что появление столбов связано со стереоэффектом. Вы смотрите на фонарь, закрыв правый глаз, и вместо столба видите вертикальную полоску сверкающих снежинок, находящихся в воздухе между глазом и фонарем, но несколько выше его. Такую же полоску вы видите, когда смотрите, закрыв левый глаз,- это сверкают снежинки в другой области, а именно в той, которая находится между правым глазом и фонарем. Теперь откроем оба глаза: два изображения, две сверкающие полоски сливаются, и вы видите световой столб. Уже над фонарем. Еще раз подчеркнем - это своего рода оптический обман, вы видите две разные светящиеся полоски, два разных объема воздуха со своими сверкающими частицами - один перед правым глазом, а другой перед левым.

А теперь подумаем: почему сверкающие полоски вертикальны и почему снежинки сверкают только тогда, когда попадают в вертикальную плоскость, проходящую через глаз и через источник света? Почему не видны снежинки за пределами этой плоскости?

Снежинки - это, как правило, плоские звездочки: в центре маленький шестиугольник, от его углов растут шесть лучей с веточками, параллельными кромкам шестиугольника. От этих веточек отрастают другие, и в итоге звездочка может принять довольно сложные формы. Процесс кристаллизации влаги идет от центра снежинки, и это позволяет понять, какие промежуточные формы принимает звездочка.

В начальной стадии частички льда прилипают к углам правильного шестиугольника и их цепочки от двух соседних углов растут навстречу друг другу. Из таких цепочек вырастает новый геометрически подобный шестиугольник большего размера, или, иными словами, первоначально возникший шестиугольник увеличивается.

Но вот наступает такой момент, когда растущие цепочки не успевают встретиться, а на углах уже начинают нарастать новые цепочки. И тогда на углах получаются микроскопические плоские ледяные елочки с веточками, параллельными сторонам шестиугольника. Дальше на лучах нарастают новые палочки, и звездочка становится все более сложной.

Если влаги в атмосфере мало, процесс заканчивается на сравнительно ранней стадии и в воздухе рождаются мелкие снежинки в виде шестиугольников и самых простейших звездочек. Как мы увидим дальше, это и есть одно из «некоторых благоприятных обстоятельств», необходимых для возникновения световых столбов.

Теперь поговорим о том, как ведут себя эти мельчайшие снежинки при медленном падении в тихую погоду.

Строго говоря, следовало бы провести исследования падающих снежинок в реальных условиях, скажем, с помощью киносъемки. Но, предположив, что поведение снежинки в основном определяется ее формой, можно экспериментировать с моделью сравнительно больших размеров. Такие эксперименты автор проделал совместно с инженером А. А. Бородиным, в опытах использовались модели снежинок, вырезанных из бумаги. Были получены следующие результаты:

1. «Снежинки» с двумя взаимно перпендикулярными осями симметрии авторотируют. Авторотацией в аэродинамике называется движение тела, сопровождаемое вращением за счет взаимодействия с атмосферой.

3. Чем больше удлинение «снежинки», или отношение большей оси к меньшей, тем при той же ее площади вращение идет быстрее.

4. Правильные шестиугольники и шестиконечные звездочки вращаются вокруг оси, соединяющей противолежащие углы и лучи. Именно так авторотировали и наши бумажные «снежинки».

На первом рисунке изображен фонарь на столбе и наблюдатель, причем предполагается, что плоскость чертежа проходит через центр светящейся части фонаря (например, через центр шара из белого матового стекла) и через глаз наблюдателя. В этой же плоскости находятся четыре снежинки - 1, 2, 3, 4. Их оси вращения перпендикулярны к плоскости чертежа, а сами снежинки показаны в виде коротких черточек в тот момент своего вращения, когда свет от фонаря, отражаясь от снежинки, как от зеркала, попадает в глаз. Показанные четыре снежинки сверкают по два раза за оборот, а точнее, немного чаще или реже, так как, падая, меняют свое местоположение.

Точки 1, 2, 3, 4 со штрихами. Это - кажущееся положение световых точек; они создают иллюзию световой линии. По положению точки 4 видно, что световой столб может иметь участок ниже фонаря, если только он не слишком засвечивается прямым светом самого фонаря.

Падая и вращаясь, снежинки посылают световые вспышки в глаз до тех пор, пока не уйдут из вертикальной плоскости «глаз - фонарь» или пока их ось вращения не отклонится от перпендикуляра к этой плоскости.

Скорость падения снежинки невелика, а угловая скорость и, следовательно, число световых всплесков в секунду могут быть довольно большими.

На втором рисунке схематично показано, как расположены в плане фонарь и левый (л) и правый (п) глаза наблюдателя, а также несколько снежинок, посылающих световые вспышки в сторону наблюдателя. Для наглядности диаметр фонаря, а следовательно, и углы сильно преувеличены.

Сделано это для того, чтобы яснее показать: снежинки, которые видит наблюдатель, располагаются в пределах некоторых углов. То есть наблюдатель видит не линии, а светящиеся полосы, которые и создают в итоге иллюзию световых столбов. Нетрудно сообразить, что число снежинок, которые находятся между фонарем и глазом и блеск которых видит наблюдатель, будет тем больше, чем больше углы αл и αп. Можно даже подсчитать долю этих видимых снежинок в общем числе снежинок, падающих на землю в пространстве, которое ограничено вертикальными плоскостями, проходящими через линию, a-л и b-л (для левого глаза) и c-п и d-п (для правого глаза). Доля эта довольно велика, примерно она равна (αл+αп):360.

Может быть также подсчитано относительное число снежинок, которые находятся за пределами углов αл и αп, но тем не менее в каком-то определенном положении направляют отраженный свет точно в глаза наблюдателя (положение оси авторотации такой снежинки отмечено цифрой 5 на втором рисунке). Расчеты показывают, что за пределами углов αл и αп вероятность существования снежинок в таком положении чрезвычайно мала. Именно поэтому наблюдатель и видит яркий свет, отраженный авторотирующими снежинками только в пределах сравнительно небольших углов αл и αп видит световые столбы.

Н. Фадеев