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Lexikon der Geographie: Halo-Erscheinungen

Halo-Erscheinungen, Sammelbezeichnung für Erscheinungen der atmosphärischen Optik, welche durch Brechung und Spiegelung des Lichtes an Eiskristallen der Atmosphäre bedingt sind. Voraussetzung ist eine gleichmäßige Form, Größe und Ausrichtung der Eiskristalle. Halo-Erscheinungen treten daher insbesondere bei flachen Cirren oder Altostratus (Wolken) auf, zuweilen auch im Eisnebel der Polarregionen. Die Grundform des Eiskristalls ist hexagonal, am häufigsten kommt das gerade sechsseitige Prisma vor. Beim Durchgang durch das Prisma wird der Lichtstrahl zweifach gebrochen. Aus dem Brechungsindex für Eis von 1,31 ergibt sich in der Summe von Ein- und Austrittsbrechung eine Ablenkung von 22°. In der Summe der Wolke bilden diese Brechungen einen aufgehellten Kreis um die Sonne ( Abb., a) . Liegt eine ausreichende Zahl von Kristallen mit ihrer Längsachse genau horizontal, wird dieser 22°-Halo von außen durch sog. Berührungsbogen tangiert ( Abb., c). Da bei der Lichtbrechung eine Zerlegung des Sonnenlichts in Spektralfarben erfolgt, wobei das langwellige rote Licht schwächer gebrochen wird als das kurzwellige blaue, kann der Innenrand des Halos rötlich erscheinen. Im Allgemeinen überlagern sich aber die Farben, sodass der Halo weiß erscheint.
Ein weiterer Ring entsteht konzentrisch um den 22°-Halo, wenn die Lichtstrahlen an einer Seitenfläche und einer Grundfläche des Eiskristalls gebrochen werden. Er bildet sich in einem Winkel von 46° um die Sonne und ist nur bei hohem Sonnenstand vollständig zu sehen ( Abb., b). Auch an ihm können sich Berührungsbögen bilden. Seitliche Berührungsbögen ergeben sich, wenn Eiskristalle um eine Gleichgewichtslage herum pendeln ( Abb., d).
Neben den Ringen gibt es häufig Nebensonnen als partielle Aufhellungen auf dem Ring des 22°-Halo oder zwischen 22°- und 46°-Halo ( Abb., e). Sie ergeben sich bei der Brechung an dünnen Eisplättchen.
Die bisher beschriebenen Erscheinungen entstehen durch Brechung der Strahlen beim Durchgang durch die Eiskristalle. Daneben gibt es Halo-Erscheinungen als Folge von Spiegelungen an der Eisoberfläche, die Spiegelungshalos. Am häufigsten ist ein Kreis, der parallel zum Horizont durch die Sonne verläuft ( Abb., f). Er entsteht durch die Spiegelung der Sonne an senkrecht stehenden Eiskristallen. Die Summe der Sonnenabbilder ergibt den Ring, der, weil auf ihm die Nebensonnen liegen, auch als Nebensonnenring bezeichnet wird. Ein Horizontalkreis um die Himmelskugel auf Höhe der Sonne hat zuweilen eine Verstärkung in der der Sonne entgegengesetzten Position, welche als Gegensonne bezeichnet wird ( Abb., l). Senkrecht zum Horizontalkreis erscheint über und unter der Sonne eine weiße Lichtsäule ( Abb., g).
Die große Vielfalt von Eiskristallen und ihrer Anordnung in Wolken kann sehr unterschiedliche Brechungs- und Spiegelungshalos entstehen lassen, die jedoch seltener als die genannten Formen sind.

JVo


Halo-Erscheinungen: Halo-Erscheinungen: Lage von Halo-Erscheinungen auf der Himmelskugel: a) kleiner Ring, b) großer Ring, c und d) obere und untere Berührungsbogen, e) Nebensonnen, f) Horizontalkreis, g) Lichtsäule, h) Zirkumzenitalbogen, i) seitliche obere und untere Berührungsbogen, j) Parry-Bogen, k) Lowitz-Bogen, l) Gegensonne.
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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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