Оптические явления в атмосфере глория. Природные аномалии и явления

На вопрос Как и при каких условиях можно увидеть "явление Глории"? Чем оно необычно? заданный автором Просинь лучший ответ это Глории. Представляет собой цветной венец света на облаке вокруг тени наблюдателя. Внутри находится голубоватое кольцо, снаружи - красноватое, далее кольца могут повторяться с меньшей интенсивностью. Угловой размер намного меньше, чем у радуги - 5°…20°, в зависимости от размера капель в облаке. В Китае глорию называют «светом Будды». Письменные свидетельства о наблюдении явления с горы Mount Emei датируются 63 г. н. э
Когда свет подвергается эффекту обратного рассеивания (дифракция света, ранее уже отраженного в водяных кристаллах облака) , он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, и образует эффект, получивший название "Глория". Наблюдать этот эффект можно только на облаках, которые находятся прямо перед зрителем или ниже его, в точке, которая находится на противоположной стороне к источнику света.
Таким образом, увидеть Глорию можно только с горы или из самолета, причем источники света (Солнце или Луна) должны находиться прямо за спиной наблюдателя. Радужные круги Глории в Китае еще называют Светом Будды. На этой фотографии прекрасный радужный ореол окружает тень воздушного шара, упавшую на находящееся ниже него облако.
Согласно расчёту, поляризация света в пике яркости одинакова для радуги-глории и дождевой радуги. Подобное поведение расчётной радуги для n = 1,81 полностью соответствует отмеченным выше свойствам природной глории. Что касается эпизодически появляющихся дополнительных колец в полной картине глории, то расчёт по теории Ми их не обнаруживает. Происхождение этих колец удаётся объяснить вторичным рассеянием лучей радуги ледяными кристаллами.
Результаты расчёта по теории Ми рассеяния света каплями с показателем преломления 1,81
Полученные результаты позволяют утверждать, что глория - это радуга обратного рассеяния от сферических капель с показателем преломления n = 1,81–1,82. Плотность вещества этих капель, оцененная по формуле Лоренц-Лорентца применительно к H2O, оказывается близкой к 2,1 г/см3. Такая жидкая вода находится в конденсационном равновесии с кристаллическим льдом и способна сохранять своё состояние по крайней мере до минус 55°С. Механизм образования такой фазовой модификации воды и её место в фазовой иерархии вещества H2O уже выходят из узких рамок физики облаков и становятся проблемой физической химии воды.
Источник:

Ответ от Двутавровый [гуру]
В горах и ночью, если разжечь костер под низкими облаками, ваша тень появится на облаках и вокруг головы у вас будет светящийся ореол. Это явление называется Глории.


Ответ от Босоногий [гуру]
Гло́рия (лат. gloria - украшение; ореол) - оптическое явление в облаках.
Наблюдается на облаках, расположенных прямо перед наблюдателем или ниже него, в точке, прямо противоположной источнику света. Наблюдатель должен находиться на горе или на самолёте, а источник света (Солнце или Луна) - за его спиной.
Представляет собой цветной венец света на облаке вокруг тени наблюдателя. Внутри находится голубоватое кольцо, снаружи - красноватое, далее кольца могут повторяться с меньшей интенсивностью. Угловой размер намного меньше, чем у радуги - 5°…20°, в зависимости от размера капель в облаке.
Глория объясняется дифракцией света, ранее уже отражённого в капельках облака так, что он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, то есть к наблюдателю.
Вот здесь 25 фото -

Глория

Глория (от лат. gloria - слава, ореол) - оптическое явление, которое представляет собой разноцветные кольца вокруг тени наблюдателя, отбрасываемой на облако, состоящее из капель воды. Глория похожа на радугу, однако она намного меньше красочной спутницы дождя. Её угловой размер составляет от 5 до 20 градусов, поэтому она почти всегда представляет собой полный круг. Точной теории образования глории не существует, однако, считается, что она, как и радуга, образуется за счёт дифракции света, отражённого каплями воды.

Широко известный оптический феномен - Брокенский призрак - часто сопровождается глорией. Брокенский призрак - это тень, отбрасываемая на облако или туман. Так как тень, лежащая на тумане, является трёхмерной, (в отличие от обычной тени, отбрасываемой на землю), человеческий мозг не может правильно оценить размер и расстояние до "призрака", сравнивая его с объектами, расположенными за туманом. Из-за этого силуэт тени может казаться огромным. Кроме того, движение тумана может вызывать изменение размера тени, даже если человек стоит неподвижно. Своим названием этот феномен обязан горе Брокен , самой высокой точке горного массива Гарц, расположенного в Германии. Благодаря туману, который бывает на Брокене 306 дней в году, "призраки" нередко наблюдаются на вершине горы. Вероятно, именно эти странные, окружённые ореолом, движущиеся тени создали Брокену недобрую славу. Ведь недаром, именно на Брокене собираются на шабаш ведьмы в бессмертном "Фаусте" Гёте, вспомните:

На Брокен ведьмы тянут в ряд.
Овес взошел, ячмень не сжат.
Там Уриан, князь мракобесья,
Красуется у поднебесья.

Взгляни на край бугра.
Мефисто, видишь, там у края
Тень одинокая такая?
Она по воздуху скользит,
Земли ногой не задевая.

(В переводе Б. Пастернака.)

Техника наблюдений

Для того, чтобы увидеть глорию, необходимо, чтобы ваша тень падала на туман, облако или поверхность, покрытую каплями воды. Для образования глории необходим яркий, точечный источник света. В роли такого источника может выступать полуденное Солнце. Однако, поскольку вблизи кульминации дневное светило находится высоко над горизонтом, наблюдателю нужно расположиться на возвышенности, чтобы увидеть свою тень на слое тумана. Если вы находитесь в горах или любой точке над уровнем облаков, попробуйте встать так, чтобы ваша тень упала на облако. Если свет будет достаточно ярким, то, скорее всего, вы увидите глорию вокруг своей тени. Замечательные условия для наблюдения глории создаются во время путешествия на самолёте. Если Солнце расположено так, что можно увидеть тень, отбрасываемую самолётом на облака, то силуэт самолёта, скорее всего, будет окружён разноцветными кольцами глории.

Фотографии, приведённые в этой статье, сняты автором с борта самолёта. Во время съёмки Солнце находилось на высоте 48 градусов. Глория видна на слое высоко-кучевых облаков вокруг тени самолёта, которая слишком мала, чтобы её можно было бы увидеть. Контрастность исходного снимка была достаточно низкой из-за толстого слоя воздуха, находившегося между самолётом и облаком. Для того, чтобы снимки были больше похожи на наблюдения, была применена

атмосферное оптическое явление

Глория (лат. gloria - украшение; ореол)

Другие названия: Ореол, gloria

Наблюдается на облаках, расположенных прсмо перед наблюдателем или ниже него, в точке, прямо противоположной источнику света. Наблюдатель должен находиться на горе или высоко в небе (на самолёте и т.п.), а источник света (Солнце или Луна) - за его спиной.

Представляет собой цветной или радужный венец (круг, возможно несколько кругов) на облаке вокруг тени наблюдателя. Внутри находится голубоватое кольцо, снаружи - красноватое, далее кольца могут повторяться с меньшей интенсивностью. Угловой размер намного меньше, чем у радуги и гало - 5…20°, меняется в зависимости от размера капель в облаке.

Глория объясняется [дифракция|дифракцией света], ранее уже отражённого в капельках облака так, что он возвращается от облака в том же направлении, по которому падал, то есть к наблюдателю. Но теория глории достаточно сложная:

Как отличить глорию от гало

Глория наблюдается когда солнце за спиной, выглядит как маленький радужный круг вокруг тени самолета, головы человека в горах. Гало намного больше по размеру и наблюдается (кроме редких видов, не похожих на глорию) вблизи солнца.

В облаках, туманах и выпадающих осадках возникают разнооб­разные оптические явления в виде малых кругов вокруг Солнца, Луны, звезд (венцы, глории и др.). в виде больших кругов вокруг этих же светил, в виде ложных Солнц, Лун, разнообразных свето­вых дуг на небосводе (гало) и радуг. Согласно теории рассеяния, все перечисленные явления возникают при диф­ракции и интерференции солнечных или лунных лучей на каплях и кристаллах облака, тумана или выпадающих осадков. Какое из яв­лений будет возникать, определяется преобладающим размером элементов облака или осадков, а точнее величиной параметра µ, ха­рактеризующего отношение размера (радиуса г) рассеивающих час­тиц к длине волны падающего света λ:µ = 2πг/λ. При аэрозольном рассеянии угловое распределение яркости рассеянного света (форма индикатрисы рассеяния) и, в частности, положение максимумов яр­кости рассеянного света зависят от величины λ. Известную роль при этом играет и показатель преломления рассеивающих частиц. Когда µ достигает значений, соответствующих мелким каплям или крис­таллам облаков или туманов, на индикатрисе рассеяния появляют­ся дифракционные максимумы, угловые размеры которых опреде­ляют размеры венцов. Происхождение венцов аналогично проис­хождению околосолнечного ореола. Был обнаружен довольно чет­кий максимум яркости рассеянного света под углом рассеяния 180°, соответствующий глории . При укрупнении капель облаков и осад­ков до размеров 10 мкм и более появляются дифракционные максимумы с угловыми размерами, соответствующими положению на не­босводе радуг различных порядков. Рассеяние света на кристаллах льда размерами более 10-20 мкм порождает дифракционные мак­симумы, соответствующие положению гало . Нельзя назвать четких границ размеров капель или кристаллов, при которых происходит смена одного явления другим. Переход осуществляется постепенно, а главное, что в облаках всегда присутствуют капли и кристаллы всевозможных размеров (спектр размеров). Для возникновения каждого явления важно, чтобы в облаке или тумане преобладали капли или кристаллы определенного размера.

Возникновение и яркость оптических явлений зависит, помимо µ, от оптической толщины облака, тумана или завесы выпадающего дождя. Яркие венцы, глории, радуги и гало могут наблюдаться толь­ко в тонких облаках, оптическая толщина которых не превышает единицы. При таких малых оптических толщинах многократное рассеяние света не играет заметной роли и не размывает дифракци­онных максимумов и минимумов, возникающих при однократном рассеянии света. По этой же причине яркие радуги появляются при умеренных и слабых дождях, а не при сильных, образующих плот­ную завесу. Яркие и многочисленные радуги наблюдаются в брыз­гах фонтанов и струях поливальной машины или пульверизатора, поскольку капли крупные, а оптическая толщина завесы из капель дождя небольшая. То же самое можно сказать и о возникновении ярких гало.

При дальнейшем увеличении размеров капель и кристаллов происходит постепенный переход от рассеяния (дифракции) к пре­ломлению и отражению света в каплях и кристаллах. Законы тео­рии рассеяния переходят в законы, установленные на основе пред­ставлений геометрической оптики. Не имея возможности привести полностью выводы теории рассеяния о возникновении оптических явлений в облаках, ограничимся достаточно наглядными и про­стыми их объяснениями, основанными на законах геометрической оптики.

Начиная с сентября и до средины ноября на побережье залива Карпентария , который находится в Австралии, есть возможность понаблюдать очень редкое природное явление, метеорологического происхождения называемое «Утренняя Глория ». А маленький городок Бьюрктаун , расположенный на берегу того же залива, стал центром для туристов желающих попарить на планерах над этим уникальным явлением природы.

Суть этого природного феномена заключается в облаках, которые имеют форму змеи, такие облака часто называют грозовыми воротниками. В длину они могут достигать до, тысячи километров, а ввысь доходят до двух километров. Передвигаются они со скоростью около шестидесяти километров в час. В основном такое явление сопровождается порывчатыми ветрами, а также существенными скачками атмосферного давления. С данным природным феноменом были знакомы еще древние племена, которые считали его посланием богов.

А вот официально впервые заговорили о необыкновенных облаках в тысяча девятьсот сорок втором году, тогда о них рассказал пилот самолета. И уже вначале семидесятых годов «Утреннюю Глорию», изучали разные экспедиции, в состав которых входили ученые метеорологи, а также других направлений науки. Все они изучают природу появления, грозовых воротников в таких масштабах. Однако конкретных выводов и заключений пока не существует. До сих пор нет единого мнения по поводу их появления.

На сегодняшний день ученые могут только утверждать, что причина появления необычных облаков, есть движение воздушных масс, которое в свою очередь зависит от здешних морских бризов. К тому же они заметили, что шансы образоваться «Утренней Глории», значительно возрастают при существенном повышении влажности воздуха.


Сочетание влажного воздуха и морских бризов – это наиболее благоприятные условия для образования природного феномена. Некоторые ученые считают, что «Утренняя глория», это ничто, иное, как спиральный рукав циклона, а другие говорят, что это спящее торнадо. Сколько еще продлятся споры, никто не знает, но такой феномен от этого хуже не становится.