Halo (Lichteffekt)

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Halos (Singular: der Halo; Plural: Halos oder Halogone) sind Lichteffekte der atmosphärischen Optik, die durch die Brechung und Spiegelung des Lichts an Eiskristallen entstehen.

Halos entstehen meist in den Eiskristallen hoher Cirrusfelder. Sie können aber im Winter auch in Polarschnee ("diamond dust"), Eisnebel oder durch Eiskristalle in der Nähe von Schneekanonen auftreten.

Am häufigsten werden Halos bei Tag (um die Sonne) beobachtet, aber auch um den Mond lassen sich Haloeffekte beobachten. Allerdings ist das menschliche Auge bei geringer Lichtintensität kaum in der Lage Farben wahrzunehmen, weshalb die schwächeren Mondhalos weiß erscheinen.

Es gibt verschiedene Haloerscheinungen, abhängig von der Form und Lage der Eiskristalle in der Atmosphäre. Das Bild oben zeigt die häufigsten Haloerscheinungen und wo sie am Himmel zu finden sind.

Haloerscheinung	Bemerkung
22°-Ring (1)	Dies ist die häufigste Haloerscheinung. Es handelt sich dabei um einen 22°-Ring, der vom Beobachter aus 22° entfernt von der Sonne verläuft.
Nebensonne (2)	Tritt meist zusammen mit dem 22°-Ring auf. (siehe auch Nebenmond)
Lichtsäule (3)	Dieser Lichteffekt wird durch waagerecht schwebende Eisplättchen verursacht.
Zirkumhorizontalbogen (Horizontalkreis) (4)	Ein relativ seltener Lichteffekt, der durch Lichtspiegelung an Eisplättchen oder -säulchen hervorgerufen wird.
Zirkumzenitalbogen (5)	Tritt oft in Verbindung mit Nebensonnen auf, da er wie diese durch Lichtbrechung an Eissäulchen entsteht.
Berührungsbögen, umschriebener Halo (6)	Meist sind von den Berührungsbögen nur Teile als "Hörner" zu sehen, die sich dann ab einer Sonnenhöhe von 32° zum umschriebenen Halo zusammenschließen.
46°-Ring (7)	Diese Haloerscheinung tritt ziemlich selten auf und setzt einen sehr hellen 22°-Ring voraus.
Untersonne (8)	Diese liegt unter dem Horizont. Sie ist daher nur zu sehen, wenn man von einem Berg ins Tal blickt oder aus dem Flugzeugfenster schaut.

Sind gleichzeitig verschiedene Formen von Eiskristallen vorhanden, so können auch unterschiedliche Haloeffekte zusammen auftreten. Halos sind auch in Mitteleuropa recht häufig zu sehen, sogar häufiger als Regenbögen. Leider sind die meisten nicht so farbenprächtig wie diese und die meisten stehen in Richtung zur Sonne, wodurch sie weniger auffällig sind und leicht durch das Sonnenlicht überstrahlt werden.

Siehe auch: Glorie, Brockengespenst

Halo in Ischgl: 22°-Halo, Nebensonne	Halo in Ischgl: 22°-Halo, Untersonne	22°-Halo, Berührungsbögen oben, zwei Nebensonnen und den Horizontalkreis im Ansatz	22°-Mondhalo
Halo am Südpol. Sichtbar sind ein 22°-Halo, die linke Nebensonne und ein oberer Berührungsbogen	Regenbogenhalo bei hochstehender Sonne, 17. August 2007, bretonische Küste	22° und 46° Halo in Tulum, Mexiko am 21. Mai 2008	Innerer Ring (22°) des Halo in Tulum, Mexiko am 21. Mai 2008
Halo in Arica,Chile

[Bearbeiten] Physikalische Grundlagen des 22°-Halos

Strahlengang in einem hexagonalen Prisma

Eiskristalle kristallisieren im hexagonalen Kristallsystem. Licht, das diese Kristalle durchläuft, wird dementsprechend so gebrochen, als durchliefe es ein hexagonales Prisma. Lichtstrahlen, die zwei Oberflächen dieser Eiskristalle passieren, die um 60° zueinander gekippt sind, werden im Winkel von etwa 22 bis 46° gebrochen. In genau diesem Winkel zwischen dem primären Leuchtobjekt und Betrachter wird der Halo wahrnehmbar. Er ist, wie auch der Regenbogen und andere Brechungseffekte sowohl von der Position des Leuchtobjekts als auch der des Betrachters abhängig.

Sichtbares Licht hat am hexagonalen Prisma ein Minimum der Ablenkung zwischen 21,7° (rot, 656 nm) und 22,5° (violett, 400nm). Kein sichtbares Licht wird in kleineren Winkeln gebrochen, so dass der Eindruck eines leeren Raums zwischen Leuchtobjekt und Halo entsteht. Die meisten Lichtstrahlen, die zum Betrachter gelangen, werden in Winkeln nahe beim Minimum der Ablenkung gebrochen, wodurch die Wahrnehmung eines hellen inneren Rands entsteht. Ein- und Austrittswinkel sind nicht linear miteinander verknüpft. Mit jedem Grad, den der Eintrittswinkel vom Optimum entfernt ist, wird das Licht stärker gebrochen. Deswegen verblasst der Halo nach außen.

Aufgrund der unterschiedlichen Brechung der Spektralfarben schimmert der Innenrand eines 22°-Ringes häufig rötlich. Nebensonnen entstehen auf die gleiche Weise.

[Bearbeiten] Physikalische Grundlagen des 46°-Rings

Alternativer Strahlengang in einem hexagonalen Prisma

Diese Art Halo entsteht, wenn die Lichtstrahlen entlang zweier Oberflächen des hexagonalen Prismas gebrochen werden, die rechtwinklig zueinander stehen. Dies ist der Fall, wenn ein Lichtstrahl eine Seitenfläche und die Ober- oder Unterseite des Kristalls durchläuft. Das Minimum der Ablenkung in diesem Strahlengang ist 46°, weshalb der Ring genau hier am hellsten ist.

Die Lichtstrahlen müssen in einem engen Winkel auf die Kristalle treffen, damit sie entsprechend gebrochen werden, ansonsten werden sie in Richtungen weg vom Beobachter reflektiert. Aus diesem Grunde erscheinen sie schwächer. Außerdem wird das Licht stärker dispergiert, so dass die Halos bunter sind.

Zirkumzenitalbögen entstehen auf die gleiche Weise.