Haloilmiö

Prismaattisia jääkiteitä, ylempänä laatta- ja alempana pylväskide.

Prismaattiset kiteet ovat tavallisesti kuusikulmaisen särmiön muotoisia, ja niissä on päätypintoja ja prismapintoja. Täysin säännöliset kuusikulmiot ovat harvassa, ja tavallisesti kiteiden prismapinnat ovat eri kokoisia.[4]

Pyramidikiteet ovat rakenteeltaan vaihtelevia. Yleensä joko niiden molemmissa tai pelkästään toisessa päässä on nimen mukainen katkaistu pyramidin muotoinen kärki, jonka huippukulma on 56 astetta. Pyramidikiteet ovat harvinaisempia kuin prismaattiset, minkä vuoksi myös niiden aiheuttamat halot ovat harvinaisempia. Yleisin pyramidikiteistä aiheutuva halo on 9 asteen rengas, joka tunnetaan myös Van Buijsenin halona.[6]

Laattakiteet ovat rakenteeltaan litteitä jääkiteitä, jotka ovat kuusikulmaisen särmiön muotoisia. Ne muistuttavatkin esimerkiksi kylpyhuoneissa käytettyä kuusikulmaista lattialaattaa. Laattakiteet leijailevat ilmassa tavallisesti niin, että laattapinta on horisonttiin nähden kutakuinkin vaakasuorassa. Laattakiteistä aiheutuvia haloja ovat sivuauringot, zeniitinympäristön kaari ja 120 asteen sivuauringot.[6]

Pylväskiteet ovat hieman katkaistujen lyijykynänpätkien muotoisia. Niiden rakenne muistuttaa särmiötä, jonka päässä on suorakulmainen kartio. Kiteet leijuvat ilmassa tavallisesti niin, että pitempi akseli on horisonttiin nähden vaakasuorassa asennossa. Pylväskiteet aiheuttavat 22 asteen sivuavia kaaria ja 46 asteen sivuavia kaaria.[6]

Kaikkia havaittuja haloja ei voida selittää näillä kiteillä, vaan muunkinlaisia kiteitä on oltava olemassa, mutta niistä ei tiedetä paljoa.[4] Halot voivat myös syntyä useammista kuin yhdenlaisista kiteistä,[4] tällaisia haloja ovat auringonpilari ja horisonttirengas.[6]

Satunnaisessa asennossa leijailevien kiteiden synnyttämä halo on muodoltaan symmetrinen. Tyypillisimpiä satunnaisissa asennoissa leijailevien jääkiteiden aiheuttamia haloja ovat 22 ja 46 asteen renkaat, joista ensimmäistä voi Suomessa havaita jopa noin 130 kertaa vuoden aikana. Jääkiteen satunnainen leijailuasento johtunee sen epätäydellisestä muodosta. Tällaisen kiteen pinnalla on mahdollisesti syvennyksiä, ja sen sisällä voi olla ilmataskuja. On myös mahdollista, että kiteet esiintyvät epämääräisinä ryppäinä, joissa useita kiteitä on kiinnittynyt toisiinsa.[5][7]

Parry-asento on harvinainen asento, jossa kiteen pitempi akseli ja kaksi prismapintaa ovat horisonttiin nähden vaakasuorassa. Kiteet muodostavat muun muassa Parryn ja Tapen kaaren.[4]

Lowitz-asento on harvinainen leijailuasento, jossa kiteet heilahtelevat vastakkaisten prismapintasärmien välisen vaakatasossa olevan akselin suhteen. Lowitz-asentoiset kiteet aikaansaavat muun muassa Lowitzin kaaren ja 46 asteen kontaktikaaren.[4]

Halojen värit vaihtelevat olosuhteiden mukaan värittömän valkoisesta koko spektrin värikirjoon eli violetin sävyistä vihreään, keltaiseen ja punaiseen. Eri värit johtuvat, siitä miten haloja aiheuttavat kiteet taittavat valonsäteitä. Säde, joka on samalla monen valon eri aallonpituuden kimppu, kulkee taittuen kiteen läpi, jolloin säde hajoaa spektrin eri väreihin. Valon heijastuessa jakautuneisiin väreihin hajoamista ei kuitenkaan tapahdu. Näin ollen värikkäästä halosta voi havaitsija päätellä valon kulkeneen jääkiteen lävitse.[1]

Värikkäin tunnetuista haloista on zeniitinympäristön kaari, jota nimensä mukaisesti esiintyy taivaanlaen, eli zeniitin lähellä. Se sijaitsee samalla puolella taivaanlakea kuin Aurinko, ja tavallisesti sen kanssa samaan aikaan näkyvät myös sivuauringot. Sopivissa oloissa myös sivuauringot saattavat olla hyvin värikkäitä. Vaikka sekä zeniitinympäristön kaari että sivuauringot ovat molemmat tavallisia haloja, ei zeniitinympäristön kaari tule välttämättä useinkaan huomatuksi monien katsoessa hyvin harvoin suoraan ylös taivaanlaelle. Siihen verrattuna kirkkaat sivuauringot tulevat auringon ympäristössä huomatuksi melko helposti.[8]

Korkea punaiseksi värjäytynyt Auringonpilari.

Kun Aurinko on matalalla, halot ovat väriltään punertavampia. Syy tähän on sama kuin itse Auringonkin punertavuuteen tällaisena ajankohtana. Auringon valo joutuu horisontista käsin kulkemaan pitemmän matkan ilmakehässä kuin, jos se paistaisi suoraan ylhäältä. Ilmakehä suodattaa Auringosta lähtöisin olevan valon aallonpituuksia, minkä jälkeen pitkäaaltoinen punainen väri jää näkyviin viimeisimpänä. Jos halon valonlähde on Aurinko, myös nekin muuttuvat siis punertaviksi. Tästä syystä esimerkiksi muutoin valkoisen värinen auringonpilari värjäytyy punaiseksi, kun Aurinko on hyvin matalalla ja lähellä horisonttia.[9][10]

Haloja, sivuaurinko, 22 ylläsivuava kaari, zeniitinympäristön kaari (näkyy heikosti yläreunassa)