هالة 22 درجة

هالة بزاوية 22 درجة حول الشمس

هالة بزاوية 22 درجة حول القمر

هالة الـ22 درجة هي ظاهرة بصرية جوية تتكون من هالة بنصف قطر ظاهري يبلغ حوالي 22 درجة حول الشمس أو القمر . وتُعرف أيضًا بهالة الشمس . ^{[ 1 ]} أما حول القمر، فتُعرف بحلقة القمر أو حلقة العاصفة أو هالة الشتاء . تتشكل هذه الهالة نتيجة انكسار ضوء الشمس أو ضوء القمر بواسطة ملايين البلورات الجليدية سداسية الشكل المعلقة في الغلاف الجوي. ^{[ 2 ]} ويبلغ نصف قطرها، كما يُرى من الأرض، طول كف اليد الممدودة تقريبًا. ^{[ 3 ]}

على الرغم من كونها من أكثر أنواع الهالات شيوعًا، إلا أن شكل واتجاه بلورات الجليد المسؤولة عن هالة الـ 22 درجة لا يزالان موضع نقاش. عادةً ما تُطرح الأعمدة السداسية ذات الاتجاهات العشوائية كأرجح الاحتمالات، لكن هذا التفسير يطرح إشكاليات، منها أن الخصائص الديناميكية الهوائية لهذه البلورات تجعلها تتجه أفقيًا بدلًا من أن تكون عشوائية. تشمل التفسيرات البديلة وجود تجمعات من أعمدة جليدية على شكل رصاصة. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

عندما يمر الضوء عبر زاوية رأس الموشور الجليدي السداسي البالغة 60 درجة ، ينحرف مرتين، مما ينتج عنه زوايا انحراف تتراوح من 22 درجة إلى 50 درجة. وبالنظر إلى زاوية السقوط على الموشور الجليدي السداسي...${\displaystyle \theta _{\text{incidence}}}$ومعامل الانكسار داخل الموشور${\displaystyle n}$ثم زاوية الانحراف${\displaystyle \theta _{\text{deviation}}}$يمكن اشتقاقها من قانون سنيل :

${\displaystyle \theta _{\text{deviation}}=\theta _{\text{incidence}}+\sin ^{-1}\left[n\sin \left({\frac {\pi }{3}}-\sin ^{-1}{\frac {\sin \theta _{\text{incidence}}}{n}}\right)\right]-{\frac {\pi }{3}}.}$

ل${\displaystyle n}$= 1.309، زاوية الانحراف الأدنى تقارب 22 درجة (21.76 درجة، عندما${\displaystyle \theta _{\text{incidence}}}$= 40.88°). وبشكل أكثر تحديدًا، تبلغ زاوية الانحراف الأدنى 21.84° في المتوسط ​​(${\displaystyle n}$= 1.31)؛ 21.54 درجة للضوء الأحمر (${\displaystyle n}$= 1.306) و 22.37 درجة للضوء الأزرق (${\displaystyle n}$= 1.317). يتسبب هذا التغير في الانكسار المعتمد على الطول الموجي في أن تكون الحافة الداخلية للدائرة حمراء اللون بينما تكون الحافة الخارجية زرقاء اللون.

تُشتت بلورات الجليد في السحب الضوء بشكل متشابه، لكن البلورات الموجودة في الحلقة المحددة عند زاوية 22 درجة فقط هي التي تُساهم في التأثير بالنسبة للمراقب على مسافة معينة. ولأن الضوء لا ينكسر بزوايا أقل من 22 درجة، فإن السماء تكون أكثر ظلمة داخل الهالة. ^{[ 6 ]}

هناك طريقة أخرى لفهم تكوين الهالة ذات الـ 22 درجة بشكل بديهي، وهي النظر في المنطق التالي:

• جميع الأشعة القادمة من الشمس/القمر تأتي بشكل متوازٍ نحو الراصد.
• يمكننا النظر في حالة محددة عندما يكون المصدر فوق السماء مباشرة.
• يمكن لبلورات الماء السداسية أن تتخذ أي اتجاه. لكن أي دوران يتجاوز 30 درجة سيكون غير ذي جدوى عند تحليل الزوايا المحصورة بين الأشعة الخارجة. هذا يعني أنه بالنسبة لجميع الأشعة الرأسية الواردة، يكفينا النظر فقط في زوايا السقوط التي تتراوح بين 30 و60 درجة والواقعة على أحد حواف البلورة السداسية؛ فهذه هي الأشعة التي ستصل إلى الراصد.
• بالنسبة لنطاق زوايا السقوط المذكورة أعلاه، يمكننا إيجاد زاوية الشعاع الخارج بالنسبة للخط العمودي - وهي في الواقع الزاوية المحصورة عند عين الراصد.
• تم الحصول على زوايا الأشعة الخارجة (في الرسوم البيانية على اليمين في الشكل أدناه) من المعادلة الموجودة في الأسفل. بالنسبة لمعظم زوايا الدوران، يبلغ متوسط ​​زوايا الأشعة الخارجة للون الأحمر حوالي 22 درجة، ويكون أعلى قليلاً للون الأزرق.

زاوية الدوران =${\displaystyle \alpha }$

${\displaystyle \theta =\sin ^{-1}\left[n\sin \left({\frac {\pi }{3}}-\sin ^{-1}{\frac {\sin \left(\pi /3-\alpha \right)}{n}}\right)\right]-\alpha .}$

ظاهرة أخرى تُنتج حلقة حول الشمس أو القمر، والتي تُخلط أحيانًا مع هالة الـ 22 درجة، هي الإكليل الشمسي . وعلى عكس هالة الـ 22 درجة، يتكون الإكليل الشمسي من قطرات الماء بدلًا من بلورات الجليد، وهو أصغر حجمًا وأكثر ألوانًا. ^{[ 3 ]}

في التراث الشعبي، يُقال إن حلقات القمر تُنذر باقتراب العواصف. ^{[ 7 ]} ومثل غيرها من هالات الجليد، تظهر هالات بزاوية 22 درجة عندما تُغطى السماء بسحب رقيقة من نوع السمحاق أو السمحاق الطبقي، والتي غالبًا ما تظهر قبل أيام قليلة من وصول جبهة عاصفة كبيرة. ^{[ 8 ]} ومع ذلك، يمكن أن تظهر هذه السحب نفسها دون أي تغيرات جوية مصاحبة، مما يجعل هالة بزاوية 22 درجة غير موثوقة كعلامة على سوء الأحوال الجوية.

• هالة 46 درجة
• قوس محيط السمت
• قوس أفقي محيطي
• كلب الشمس
• دائرة شبه ضوئية
• كلب القمر
• قوس القمر