22° aureola

Fenómeno óptico atmosférico

Halo de 22° alrededor del Sol

Halo de 22° alrededor de la Luna

Un halo de 22° es un fenómeno óptico atmosférico que consiste en un halo con un diámetro aparente de aproximadamente 22° alrededor del Sol o la Luna . Alrededor del Sol, también se lo puede llamar halo solar . ^[1] Alrededor de la Luna, también se lo conoce como anillo lunar , anillo de tormenta o halo de invierno . Se forma cuando la luz del sol o de la luna es refractada por millones de cristales de hielo hexagonales suspendidos en la atmósfera. ^[2] Su radio, visto desde la Tierra, es aproximadamente la longitud de una mano extendida con el brazo extendido. ^[3]

Formación

Trayectoria de la luz a través de un prisma hexagonal en el ángulo óptimo dando como resultado una desviación mínima.

Trayectoria de la luz desde las nubes hasta el observador.

Aunque se trata de uno de los tipos de halo más comunes, la forma y la orientación de los cristales de hielo responsables del halo de 22° son tema de debate. Las columnas hexagonales orientadas aleatoriamente suelen ser las más probables, pero esta explicación presenta problemas, como el hecho de que las propiedades aerodinámicas de dichos cristales hacen que estén orientados horizontalmente en lugar de aleatoriamente. Otras explicaciones alternativas incluyen la participación de grupos de columnas de hielo con forma de bala. ^{[4] [5]}

Cuando la luz pasa a través del ángulo de 60° del vértice de los prismas hexagonales de hielo , se desvía dos veces, lo que da como resultado ángulos de desviación que van desde 22° a 50°. Dado el ángulo de incidencia sobre el prisma hexagonal de hielo y el índice de refracción dentro del prisma , entonces el ángulo de desviación se puede derivar de la ley de Snell : ${\displaystyle \theta _{\text{incidence}}}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle \theta _{\text{deviation}}}$

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

Para = 1,309, el ángulo de desviación mínima es de casi 22° (21,76°, cuando = 40,88°). Más específicamente, el ángulo de desviación mínima es de 21,84° en promedio ( = 1,31); 21,54° para la luz roja ( = 1,306) y 22,37° para la luz azul ( = 1,317). ^{[ cita requerida ]} Esta variación en la refracción dependiente de la longitud de onda hace que el borde interior del círculo sea rojizo mientras que el borde exterior es azulado. ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle \theta _{\text{incidence}}}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle n}$

Los cristales de hielo de las nubes desvían la luz de forma similar, pero solo los que forman el anillo específico a 22 grados contribuyen al efecto para un observador situado a una distancia determinada. Como no se refracta luz en ángulos inferiores a 22°, el cielo es más oscuro dentro del halo. ^[6]

Otra forma de entender intuitivamente la formación del halo de 22° es considerar la siguiente lógica:

• Todos los rayos del Sol/Luna llegan de forma paralela hacia el observador.
• Podemos considerar un caso específico cuando la fuente está justo encima del cielo.
• Los cristales de agua hexagonales pueden adoptar cualquier orientación, pero cualquier rotación superior a 30° sería redundante a la hora de analizar los ángulos formados por los rayos emergentes. Esto significa que, para todos los rayos verticales entrantes, solo necesitamos considerar los ángulos incidentes en el rango de 30° a 60° que incumben a un borde del cristal hexagonal; estos son los que llegarán al observador.
• Para el rango de ángulos de incidencia antes mencionado, podemos encontrar el ángulo del rayo saliente con respecto a la vertical, que de hecho es el ángulo subtendido en el ojo del observador.
• Los ángulos de los rayos salientes (en los gráficos de la derecha de la figura siguiente) se obtuvieron a partir de la ecuación que aparece en la parte inferior. Para la mayoría de los ángulos de rotación, el promedio de los ángulos de los rayos salientes para el rojo ronda los 22° y es ligeramente superior para el azul.

Posibles orientaciones de los cristales de agua y ángulos de los rayos salientes resultantes

Ángulo de rotación = ${\displaystyle \alpha }$

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

Otro fenómeno que produce un anillo alrededor del Sol o la Luna (y que, por lo tanto, a veces se confunde con el halo de 22°) es la corona . Sin embargo, a diferencia del halo de 22°, está formada por gotas de agua en lugar de cristales de hielo y es mucho más pequeña y colorida. ^[3]

Relación con el clima

Halo solar de 22° con nubes cirroestratos muy delgadas .

En el folclore, se dice que los anillos lunares advierten de la llegada de tormentas. ^[7] Al igual que otros halos de hielo, los halos de 22° aparecen cuando el cielo está cubierto por cirros delgados o cirroestratos que suelen aparecer unos días antes de un gran frente de tormenta. ^[8] Sin embargo, las mismas nubes también pueden aparecer sin ningún cambio climático asociado, lo que hace que un halo de 22° no sea confiable como señal de mal tiempo. ^{[ cita requerida ]}

Halo solar de 22° con parhelios y arco tangente inferior .

Véase también

• Aureola de 46°
• Arco circuncenital
• Arco circunhorizontal
• Perro del sol
• Círculo parhélico
• Perro de la luna
• Arcoiris lunar

Referencias

1. Stuart-Ulin, Chloe Rose (15 de abril de 2024). "El eclipse solar total creó una sombra sorprendente". The New York Times .
2. ""Disco con un agujero" en el cielo". atoptics.co.uk . Consultado el 15 de octubre de 2022 .
3. Les Cowley. "Halo circular de 22°". Óptica atmosférica. Archivado desde el original el 2020-11-30 . Consultado el 2007-04-15 .
4. Tape, Walter; Moilanen, Jarmo (2006). Halos atmosféricos y la búsqueda del ángulo xWashington, DC: Unión Geofísica Americana. pág. 15. ISBN 0-87590-727-X.
5. Cowley, Les (abril de 2016). "Bullet Rosettes & 22° Halos". Óptica atmosférica . Consultado el 30 de abril de 2016 . ^{[ enlace muerto permanente ]}
6. Les Cowley. "Formación del halo de 22°". Óptica atmosférica. Archivado desde el original el 19 de enero de 2021. Consultado el 15 de abril de 2007 .
7. "¿Por qué hay un halo alrededor del Sol o la Luna?". earthsky.org . EarthSky . Consultado el 3 de agosto de 2016 . Los halos lunares son señales de que hay tormentas cerca.
8. Harrison, Wayne (1 de febrero de 2012). "Nelson: Ring Around Moon Sign Of Approaching Storm" (El anillo alrededor de la luna, señal de tormenta que se aproxima). The Denver Channel . Denver. TheDenverChannel.com. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2012 . Consultado el 4 de febrero de 2012 .