haloilmiö

Upeita valoilmiöitä Levillä – taivaalle kannattaa katsoa!

Ti, 02/20/2018 - 23:18 By Jari Mäkinen
Kuva: Antti Saxlund

Lukijamme Antti Saxlund lähetti tänään illalla upeita kuvia, jotka hän otti Levillä hiihdellessään. Niissä ei näy mitään ihmeellistä – paitsi että upeat halot ovat mahtavia näkyjä!

Näinä pakkaspäivinä kannattaa todellakin katsella taivaalle, koska siellä saattaa näkyä haloja.

Halot syntyvät yksinkertaisesti Auringosta tulevan valon heijastuessa ja sirotessa ilmassa olevista jääkiteistä. Pakkasen aikaan ilmassa on paljon juuri halojen kannalta sopivia kiteitä, ja erityisen paljon niitä on hiihtokeskuksissa, missä lunta – ja jääkiteitä – on tehty keinotekoisesti.

Antti kertoo, että tänään Levillä haloja oli erityisen paljon ja että ne olivat hyvin kirkkaita.

Tämä johtunee kauniista, kirkkaasta päivästä, sekä erityisesti tuulenvireen ilmaan hangelta ja puista nostamista lumetuksen tuottamista jääkiteistä, jotka ovat aivan upeita halojen kannalta.

Tavallisten halojen, eli sivuaurinkojen ja pilareiden lisäksi nämä kiteet tuottavat sopivissa olosuhteissa myös alasivuaurinkoja ja alapilareita, joita näkyy hyvin kuvissa.

Lisäksi Antti mainitsi juuri täsmälleen Auringosta vastapuolella taivasta olleesta omituisesta kaaresta, joka näytti tältä:

Kuvassa se ei pääse oikeuksiinsa, mutta se lienee niin sanottu Greenlerin vasta-aurinkokaari, tai yksinkertaisesti diffuusi vasta-aurinkokaari.

Se on normaalisti varsin harvinainen halomuoto, joka näkyy vasta-aurinkopisteestä lähtevänä viuhkana, ristinä, pilarina tai vain vasta-aurinkona. Niitä näkyy luontaisesti Suomessa keskimäärin noin kerran kymmenessä vuodessa, mutta lumitykkien jääsumuissa useamminkin. Tässä tapauksessa kyseessä on varmastikin lumitykin synnyttämien, päivällä ilmaan nousseiden kiteiden aikaansaama ilmiö.

Näinä päivinä kannattaa tosiaankin pitää silmiä auki ja katsella upeita taivaalla näkyviä kaaria ja värejä. Niitä kannattaa myös raportoida Ursan Taivaanvahtiin, missä onkin näiltä päiviltä paljon jänniä havaintoja!

Kuvat: Antti Saxlund

Halonäytelmän jääkiteet mikroskoopissa – suomalaisharrastajat tekivät myös 3D-kuvan

Ke, 12/30/2015 - 13:03 By Jari Mäkinen
Laattamaisia jääkiteitä

Taivaan tarkkailijalle halot ovat tuttu näky: taivaalla on varsin usein erilaisia renkaita, kaaria ja kirkastumia. Etenkin kylminä päivinä etenkin ohuen pilvikerroksen seassa näkyy näitä ilmakehän optisia ilmiöitä, jotka syntyvät kun valo taittuu tai heijastuu ilmassa leijuvista jääkiteistä. Tilastojen mukaan haloja näkyy Suomessa yli satana päivänä vuodessa.

Tyypillisesti haloja näkyy Auringon tai Kuun ympärillä, mutta toisinaan haloja voi olla laajemmallakin alueella – jopa toisella puolella taivasta. 

Samoin haloja voi syntyä keinovaloissa.

Kokeneet haloharrastajat Jarmo Moilanen ja Marko Riikonen ovat kuvanneet erityisen kiinnostavan keinovalosta syntyneen halonäytelmän joulukuun 13. päivänä Rovaniemellä Kemijoen rannassa. 

"Meillä on varta vasten halohavaintoihin tehty auton 12V akulla toimiva valoheitin, jonka valo on vielä muokattu mahdollisimman kapeaksi keilaksi", kertoo Moilanen. 

"Poltin on 6000 K värilämpötilan 75 W HID -autolamppu, joka vastaa valoteholtaan noin 180 W halogeenia. Tällä saavutetaan se, että halot muistuttavat enemmän Auringolla nähtäviä haloja. Katuvaloilla syntyvät divergentin valon halot ovat niin paljon hankalampia mallintaa. Voimme siis sytyttää valon siellä missä on hyvä jääkidepilvi. Tällaisia lamppuja on käytetty halokuvaukseen jo vuosia hyvällä menestyksellä."

Tässä  alla olevassa kuvassa (alkuperäinen on Ursan Taivaanvahdissa) on näkyvissä neljä eri halomuotoa: 22° rengas, auringonpilari, sivuaurinko ja ala-aurinko, joskin tässä tietysti Auringon sijaan ilmiön aiheutti keinovalo. 

Tiheässä jääkidepilvessä syntyneen ilmiön kuvaamisen lisäksi Moilanen ja Riikonen ottivat kiteistä näytteitä ja tutkivat niitä mikroskoopilla. Se, että kiteet paljastuivat laattamaisiksi jääkiteiksi, ei ollut yllätys, mutta mikroskooppikuvat sinällään osoittautuivat upeiksi.

Otsikkokuvassa ja yllä olevassa toisessa kuvassa laattakiteet ovat litteitä jääkiteitä, jotka ovat kuusikulmaisen särmiön muotoisia. Niitä voi pitää lumihiutaleiden erikoistapauksina, sillä lumikiteissäkin on kuusi sakaraa ja niiden muoto riippuu lämpötilasta ja kosteudesta sekä niiden syntypaikassa että matkalla maan pinnalle. Kiteistä voi tulla olosuhteista riippuen kuusikulmaisia levyjä, pilareita, neulasia tai haaroittuvia tähtiä.

Laatta- ja piralikiteetYleensä levymäisiä kiteitä syntyy hyvin lähellä nollaa, kun taas hieman viileämmässä (-3°C – -12°C) pilareita, sitten taas levyjä ja kylmemmässä kuin −22°C  jälleen pilareita.

Mitä vähemmän ilmassa on kosteutta, sitä yksinkertaisempia kiteistä yleensä tulee. Monihaaraiset, tähtimäiset kuviot vaativat suuren kosteuden, ja siksi komeimmat lumipyryt saadaan silloin, kun ilman kosteus on suuri, ja upeimmat halonäytelmät nähdään taivaalla taas ilman ollessa varsin kuiva.

Lisäksi on olemassa pyramidikiteitä ja prismaattisia kiteitä, mutta nämä molemmat ovat harvinaisempia kuin laatta- ja pylväskiteet.

Eri kiteet saavat aikaan eri halomuotoja. Myös kiteiden leijailusuunta vaikuttaa siihen, mikä halo syntyy. Kaikkiaan erilaisia kombinaatioita tiedetään yli 50. Osa niistä, kuten 22° ja 46° sivuauringot, 22° ja 46° renkaat sekä pilarit ovat yleisiä, mutta muutamia haloja on nähty vain muutaman kerran.

Kulmaetäisyydet 22° ja 46° esiintyvät usein haloissa siksi, että valo taittuu jääkiteessä tyypillisesti 22° ja 46° astetta. Siksi ilmiöt näkyvät näiden kulmamittojen päässä valonlähteestä. Pienempi 22° on huomattavasti yleisempi ja aina kirkkaampi kuin 46° asteen taittuma.

Eräs omituisimmista haloista on Moilasen vuonna 1995 Oulunsalossa havaitsema kaari, joka tunnetaan nyt Moilasen kaarena. Se on himmeä V:n muotoinen kaari Auringon yläpuolella 22° renkaan sisäpuolella, ja se havaitaan yleensä vain lumitykkien jääsumussa. Sen aiheuttavaa kidettä ei tunneta.

Haloja voidaan tutkia myös simuloimalla, eli antamalla tietokoneen laskea erilaisia valon kulkireittejä kidepilvien läpi. Tärkeää näissäkin simulaatioissa on kiteiden muodon tunteminen; siksi kiteitä on hyvä tutkia.

Alla on vielä Moilasen ja Riikosen tekemiä kauniita 3D-kuvia Rovaniemen keinovalohalon aiheuttaneesta kidepilvestä otetusta näytteestä.

Kiteitä kolmiulotteisina

Kyseessä on ns. anaglyfikuvat kidenäytteestä, eli niiden kolmiulotteisena näkeminen vaatii puna-sinilasit (puna-syaanilasi).

Hyvä lukupaketti haloista on Ursan Ilmakehän optisten ilmiöiden sivuilla.

(Juttua on päivitetty 30.12. klo 19:42 halohavaintoon käytetyn lampun kuvauksella.)

Taivaallisia koruja

Ke, 04/03/2013 - 14:12 By Toimitus
Haloja

Huhtikuu on oivallista aikaa tarkkailla paitsi kevään etenemistä myös taivaalla kimmeltäviä haloja. Päivätaivaan ilmiöistä halot ovat ehkä kaikkein näyttävimpiä – ainakin upeimmillaan. Auringon valon heijastuessa ja taittuessa jääkiteissä syntyy erilaisia renkaita, kaaria ja valoläikkiä, jotka voivat olla toisinaan huomiotaherättävän kirkkaita. Yleisin halomuoto on 22 asteen rengas. Nimensä rengas on saanut siitä, että se ympäröi Aurinkoa 22 asteen etäisyydellä (suoraksi ojennetun käsivarren etäisyydellä vaaksa on hieman alle 20 astetta). Rengas syntyy kuusikulmaisissa, lyijykynänpätkää muistuttavissa jääkiteissä, joiden läpi kulkevien valonsäteiden suunta muuttuu juuri tuon 22 asteen verran. Samalla kun valo taittuu, se hajoaa väreiksi samaan tapaan kuin prismassa tai sateenkaaren syntyessä vesipisaroissa. Siten halorenkaassa voi nähdä sateenkaaren värit, mutta päinvastaisessa järjestyksessä: sisäreunalla punaista ja ulkoreunalla sinistä, joka kuitenkin näkyy yleensä vain kaikkein kirkkaimmissa haloissa. Halon voi nähdä myös Kuun ympärillä, mutta silloin se on himmeämpi – koska Kuu on himmeämpi kuin Aurinko – ja yleensä väritön tai pikemminkin valkea.

22 asteen renkaan tai sen palasen voi nähdä jopa parisataa kertaa vuodessa. Seuraavaksi yleisimpiä ovat sivuauringot eli auringonsapet ja auringonpilarit. Sivuauringot näkyvät Auringon oikealla tai vasemmalla puolella (tai molemmin puolin) 22 asteen renkaan kohdalla tai hieman sen ulkopuolella. Koska myös sivuauringot syntyvät valon taittuessa jääkiteissä, niissä näkyy värejä 22 asteen renkaan tapaan. Auringonpilari sen sijaan syntyy auringonvalon heijastuessa laattamaisista jääkiteistä, joten se on väritön – paitsi auringonnousun tai -laskun tienoilla, jolloin pilari on punertava kuten lähellä horisonttia oleva Aurinkokin. Kenties kaikkein upein halomuoto on zeniitinympäristönkaari, jota sanotaan myös halojen kuningattareksi. Se kaartuu nimensä mukaisesti taivaan lakipisteen lähistöllä suoraan katsojan pään yläpuolella. Se näyttää komeimmillaan kuin väärään paikkaan eksyneeltä sateenkaarelta, mutta jää silti helposti huomaamatta, ellei muita haloja katsellessaan äkkää vilkaista ylöspäin.

Näiden kirkkaiden halomuotojen lisäksi on kymmeniä muita erikokoisia renkaita, eripituisia kaaria ja eri puolilla taivasta näkyviä läikkiä, jotka ovat himmeämpiä ja harvinaisempia, ja siten myös vaikeammin havaittavia. Usein erilaisia haloja näkyy yhtä aikaa useita: komeassa halonäytelmässä voi taivasta koristaa pitkälti toistakymmentä halomuotoa, osa jopa vastakkaisella puolella taivasta kuin Aurinko. Jos näkee kirkkaan 22 asteen renkaan, kannattaa katsella ympäri taivasta: tarjolla saattaa olla paljon muutakin ihasteltavaa. Haloja synnyttävät jääkiteet ovat yleensä kilometrien korkeudella olevissa yläpilvissä, joita esiintyy erityisen runsaasti kevätkuukausina. Parhaimpaan haloaikaan huhtikuussa saattaa taivaalla komeilla halo lähes päivittäin. Talvisaikaan maanpinnan lähellä esiintyy toisinaan jääsumua, joka koostuu yläpilvien tapaan pienistä jääkiteistä. Silloin voi nähdä kirkkaita ja värikkäitä jääsumuhaloja, jotka ovat hyvin lähellä, vain metrin tai parin päässä eli lähes käsinkosketeltavissa.