Почему в мороз свет столбом. Как трактуют ученые

Световые столбы, созданные Солнцем, нередко принимают за мистические проявления божественного света, а легенды об огненных мечах небесных жителей возникли, скорее всего, благодаря удивительному природному явлению – когда заходящее или восходящее Светило озаряет перистые облака, а солнечный столб как бы привязывает их к земле.

Световые лучи врываются в атмосферу нашей планеты со скоростью, превышающей 300 тыс. км/с. Столкнувшись с воздухом, они нередко образовывают необычные оптические эффекты и иллюзии невероятной красоты, в том числе – и световые столбы, толщина которых равна диаметру Солнца или другого породившего их светового источника.

Сами по себе световые столбы являются довольно-таки распространённым вариантом гало (оптического феномена вокруг источника света) – и у людей, которые впервые видят такое взаимодействие ледяных кристаллов со светом небесных светил, часто возникают сомнения по поводу их природного происхождения, до того сильно они напоминают прожекторные лучи.

Представляют собой световые столбы в небе абсолютно вертикальную сияющую колону с неиссякаемым запасом энергии, которая тянется от Солнца или Луны к Земле или, наоборот – в небо, во время их восхода или захода на небосводе (находиться в это время они обязательно должны возле горизонта). Наблюдатель, в зависимости от своего местоположения, вполне может наблюдать это явление как выше, так и ниже светила.

Ещё одной интересной особенностью светового столба является то, что он обязательно будет того же цвета, что и источник, лучи которого его породили. Например, если Солнце красное – то красным, оранжевое – оранжевым.

Чаще всего это явление можно увидеть зимой при минусовой температуре (ниже -20°С), когда в атмосфере образуется огромное количество ледяных кристалликов, способных отражать световые лучи. Нередки случаи, когда солнечные столбы удавалось увидеть и при более высоких температурных показателях (в зависимости от сопутствующих событию других климатических условий).

Образование

За этим удивительным феноменом мы можем наблюдать благодаря игре света с ледяными кристаллами, которые образуются в верхних слоях атмосферы – обычно в перистых (даже – в перисто-слоистых) облаках, что находятся на расстоянии, превышающем 8 тыс. км над уровнем моря. В холодную пору года кристаллы эти образуются несколько ниже, благодаря чему световые столбы заметить намного легче, к тому же они в этот период принимают более чёткую форму.


Появляется световой столб следующим образом:

  1. Свет Солнца (Луны) отбивается от падающих вниз плоских шестиугольных или столбовидных малюсеньких ледяных кристалликов. Падая, шестиугольные кристаллы принимают абсолютно ровное, горизонтальное положение. Столбовидные – наоборот, вниз опускаются стоячими рядами. «Повиснув» в холодной атмосфере, кристаллики исполняют роль призмы, преломляя и отражая луч света.
  2. Свет, отражаясь, визуально как бы расширяется и образует плавающую в воздухе линзу, из которой выходит сильный луч – солнечный столб. Наблюдатель увидит это удивительное явление лишь в том случае, если грань, отражающая свет, будет развёрнута к его глазу.
  3. Какие именно кристаллы создадут световой столб, будет зависеть от того, где именно в этот момент окажется небесное светило. Если оно будет находиться под углом в шесть градусов над поверхностью Земли, то световые столбы будут образованы плоскими шестиугольными кристаллами, если же Солнце (Луна) окажется под углом в двадцать градусов над уровнем моря – сияющую колонну образуют столбовидные кристаллы.

Световой столб нередко сопровождает паргелический круг в виде светлой полосы, огибающей всё небо на той же высоте, что и небесное светило. Если наблюдателю повезёт, он сможет увидеть не только сияющую колону, но также и замкнутую окружность, проходящую через настоящее Солнце.

Феномен искусственного происхождения

Источником света для возникновения этого феномена могут быть не только небесные светила, но и искусственные приборы (например, прожектора, садовые или городские фонари), расположенные на земной поверхности. Чем ниже находится источник света, тем длиннее окажется луч – именно поэтому искусственные столбы часто оказываются длиннее, чем те, которые образовались с помощью природных светил.

Обычно ледяные кристаллы испаряются, не достигнув земной поверхности, когда на улице минусовая температура, а плоские падающие ледяные кристаллики возле земли преобразовываются в некоторое подобие ледяного тумана, который способен отображать наземные огни, образовывая колонны, чрезвычайно схожие со световыми столбами.

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.

Световой (или солнечный) столб - один из самых частых видов гало. Это визуальное атмосферное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца во время его заката или восхода. Явление вызывается шестиугольными плоскими либо столбовидными ледяными кристаллами с почти горизонтальными параллельными плоскими поверхностями. Взвешенные в воздухе плоские кристаллы вызывают солнечные столбы, если солнце находится на высоте 6 градусов над горизонтом либо позади него, столбовидные - 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.

Световой столб возникает, когда солнечный свет от поверхностей мельчайших ледяных кристаллов, представляющих собой ледяные пластинки или стержни с шестиугольным сечением, взвешенных в воздухе. 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 либо от верхней или нижней поверхности ледяной пластинки, либо от торцов или граней ледяного стержня.

В редких случаях световой 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.

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 или Солнца.

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 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 источников света, 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.

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 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.



Световой (или солнечный) столб (англ. Light pillar) - один из самых частых видов гало, визуальное явление, оптический эффект, который представляет собой вертикальную полосу света, тянущуюся от солнца во время его заката или восхода. Явление вызывается шестиугольными плоскими либо столбовидными ледяными кристаллами с почти горизонтальными параллельными плоскими поверхностями.

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 ВОЗНИКАЮТ И 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 СТОЛБА

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.

Из блогов: -"..Мне бабушка моя рассказывала, что столбы света в небе люди видели перед войной. На утреннюю смену на завод они с подругами шли, а перед проходной толпа. Спрашивают, чего не входят, а те им на небо показывают. А там широкие, яркие полосы на рассветном небе.
Уж не знаю, такие столбы или нет..."


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.

ЯПОНСКИЕ СТОЛБЫ

В японской Осаке 21 августа сразу после ударов молний и начавшейся сильной грозы некоторые жители были шокированы необычным явлением, световыми столбами. Фото взяты из твиттера. Один из авторов пишет, что хотел лишь заснять молнию, а получилось заснять вот такой столб, возникший сразу после удара молнии. Он назвал это явление "Удар с Лапуты" (Лапута - летающий город в облаках).