Známé halové jevy

	Základní přehled halových jevů

Jednotlivých halových jevů existuje celá škála. Jak bylo již uvedeno, objevují se díky lomu a odrazu slunečního nebo měsíčního světla v drobných ledových krystalech vznášejících se v atmosféře. Jaký konkrétní halový jev bude pozorovatelný a jaký bude mít tvar ovlivňují 3 hlavní faktory:

• typ krystalů (destičky, sloupky, pyramidová zakončení aj.)
• orientace krystalů v prostoru (náhodná, uspořádaná)
• výška Slunce nad obzorem

Halové jevy které vznikají lomem světla v krystalech mají spektrální barevný nádech, kde červená barva oblouku či skvrny směřuje vždy ke Slunci. Nejbarevněji se projevují vedlejší slunce - parhelia a cirkumzenitální oblouk. Naopak jevy vznikající odrazem od krystalů, jako například halový sloup nebo parhelický kruh, jsou bělavé, resp. přebírají barvu světelného zdroje (slunečního kotouče).

Výskyt některých halových jevů, které nevyžadují žádné pravidelné uspořádání krystalů (např. malé halo), je běžný.
Zato jiné halové jevy vyžadující specifickou orientaci ledových krystalů, lze spatřit třeba jen několikrát za život.
Jednotlivé halové jevy jsou podrobně popsány v následujících odstavcích.

	Malé halo, foto Tomáš Tržický

Malé halo je nejčastěji se objevujícím halovým jevem. Má vzhled světlého kola o poloměru 22° kolem středu slunečního disku, které je na vnitřní straně směrem ke Slunci mírně načervenalé.
 
Kružnice malého hala vzniká lomem paprsků na náhodně orientovaných krystalcích ve tvaru šestibokých sloupků do nichž vnikají boční stěnou, lámou se, procházejí ledem krystalu a při výstupu se opět lámou na další stěně sloupku. Paprsky se přitom odchylují od směru vstupujícího paprsku v závislosti na úhlu dopadu na boční stěnu.
 
Největší koncentrace vystupujících paprsků se však koncentruje kolem úhlu 22° (tzv. minimální odchylky), ostatní paprsky se odchylují o větší úhel. Proto je kolo malého hala poměrně ostře ohraničené směrem ke Slunci, zatímco vně malého hala světlejší lem postupně přechází do okolí. Tvar malého hala a dalších halových jevů vznikajících na náhodně orientovaných krystalech neovlivňuje výška Slunce nad obzorem. Na stejně orientovaných krystalech vzniká též velké halo (viz níže).

	Parhelia, foto Milan Vacek

Parhelia se objevují jako dvě světlé skvrny na stranách vedle Slunce, s nímž mají totožnou výšku nad horizontem. Obě skvrny se nacházejí na vnější straně malého hala (to však nemusí být zároveň patrné), jejich úhlová vzdálenost od Slunce však závisí na výšce nad obzorem. Je-li Slunce právě na horizontu, jsou vedlejší slunce viditelná ve vzdálenostech 22° přímo na malém halu, s rostoucí výškou Slunce se vzdalují od malého hala - například při výšce 50° nad obzorem by vedlejší slunce byla vzdálena asi 32° od slunečního disku.

Parhelia, další častý halový jev, bývají duhově zbarvená a mohou být velmi jasná. Vznikají totiž lomem paprsků, které procházejí bočními stěnami krystalků ve tvaru destiček, které se vznášejí v ovzduší podstavami téměř v horizontální rovině. Stejně orientované ledové destičky mohou dát vzniknout také halovému sloupu - to pokud se světlo odráží od jejich podstav.

	Halový sloup, foto Tomáš Tržický

Halový sloup se jeví jako světelný pruh procházející vertikálně Sluncem. Z halového sloupu však bývá častěji patrná horní část, neboť se šance na jeho spatření zlepšuje při pozici Slunce nízko nad horizontem, kdy spodní část sloupu už není možné spatřit. Tento jev vzniká odrazem paprsků od podstav přibližně horizontálně orientovaných ledových destiček, může však vznikat i odrazem od stěn krystalových sloupků, jejichž hlavní osy jsou orientovány vodorovně, případně na ledových krystalech v Lowitzově orientaci, díky kterým může vzniknout halový sloup i při větší výšce Slunce nad obzorem.
 
Vznik halového sloupu lze připodobnit k pruhu světla vznikajícímu odrazem paprsků v okenních žaluziích nebo ke sloupu světla vzniklém na vodní hladině, v níž se zrcadlí nevysoko ležící světelný zdroj.
 

	Horní dotykový oblouk, foto Tomáš Chlíbec

V horní části malého hala lze dosti často pozorovat nápadné zjasnění. Tímto zjasněním se projevuje tzv. horní dotykový oblouk, jehož tvar silně závisí na výšce Slunce nad obzorem. Je-li Slunce nízko, dotýká se malého hala oblouk ve tvaru písmene "v", s rostoucí výškou Slunce nad horizontem se oblouk více rozevírá a zároveň se nad obzor dostává i spodní část malého hala, k němuž zespoda přiléhá tzv. spodní dotykový oblouk, který je však zřídka patrný. Oba oblouky se s rostoucí výškou dále rozevírají, až se při výšce Slunce kolem 32° jejich rozevírající se větve spojí v halo oválného tvaru, které se nahoře a dole dotýká malého hala - v těch místech je také nejjasnější, zatímco postranní části hala jsou velmi nevýrazné. Konečně při výšce slunečního disku nad 55° se halo vzniklé spojením větví dotykových oblouků již nedá téměř odlišit od malého hala, které však nemusí být současně pozorovatelné. Jejich viditelnost závisí na rozdílné orientaci šestibokých ledových sloupků, na kterých oba zmíněné jevy vznikají.

Dotykový oblouk (vyznačen bíle) mění svůj tvar v závislosti na výšce Slunce

Na vzniku dotykových oblouků (resp. opsaného hala v které se mohou spojit) se podílí sluneční paprsky procházející bočními stěnami šestibokých ledových hranolků, které jsou orientovány svou hlavní krystalovou osou horizontálně. Díky lomu světla v takto orientovaných krystalech jsou oblouky duhově zbarveny a oproti malému halu, které vzniká na zcela náhodně orientovaných krystalech, poskytují živější spektrální barvy.

V průměru jen několik málo dnů v roce lze na obloze pozorovat velké halo, jehož poloměr je asi 46° kolem středu slunečního kotouče. Toto halo je vždy méně výrazné než malé halo s poloměrem 22°, které je vždy současně viditelné. Velké halo vzniká lomem světla na náhodně orientovaných šestibokých ledových sloupcích do nichž paprsek vniká podstavou a vychází boční stěnou. Jeho vznik tedy vyžaduje stejně náhodnou orientaci krystalů jako malé halo, jen dráha paprsků v krystalu je odlišná.
 
Proč je tedy velké halo mnohem méně časté? Aby bylo velké halo patrné, je třeba značně velká koncentrace krystalů v ovzduší, kdy je současně viditelné malé halo velmi výrazné. I za takových podmínek však bude velké halo několikanásobně slabší. Světelné paprsky se koncentrují na obloze v případě velkého hala do většího poloměru a také lem velkého hala (tedy mezikruží s vnitřním poloměrem 46°) je širší.
 
Vrchní část velkého hala lze obtížně rozeznat od supralaterálního oblouku (nepřesně tzv. dotykového oblouku velkého hala), který při výšce Slunce kolem 20° s velkým halem téměř splývá a se kterým bývá často mylně zaměňován. Supralaterální oblouk vyžaduje stejnou orientaci krystalů jako dotykové oblouky malého hala. Pokud tedy v místech, kde bychom očekávali horní část velkého hala, spatříme výrazněji zbarvený oblouk a zároveň je jasně patrný horní dotykový oblouk, pak se jedná nejspíš právě o supralaterální oblouk, který je četnější než velké halo.

	Cirkumzenitální oblouk, foto Tomáš Tržický

Vysoko nad Sluncem se může ve vysoko ležících oblacích objevit poměrně jasný, duhově zbarvený oblouk, který jakoby opisoval část kruhu kolem zenitu - nadhlavníku. Je to cirkumzenitální oblouk, vznikající lomem světla na horizontálně orientovaných ledových destičkách, do nichž paprsky vchází horní podstavou a vychází ven boční stěnou. Tento oblouk se blíží hornímu okraji velkého hala (to však nemusí být současně viditelné). Přesněji, nachází se 46° (či výše) nad Sluncem a je viditelný pouze je-li sluneční kotouč níže než asi 32°, jinak se nemůže vytvořit. Jeho poloměr kolem zenitu závisí na výšce Slunce nad obzorem. Při nízko zářícím Slunci je oblouk vzdálen něco přes 30° od zenitu, ke kterému se s rostoucí výškou Slunce blíží. Nikdy však netvoří uzavřenou kružnici kolem zenitu.
Cirkumzenitální oblouk často uniká pozornosti pro svou polohu vysoko na nebi blízko nadhlavníku. Zahlédneme-li jej však, překvapí nás sytostí svých barev, díky kterým patří k nejkrásnějším halovým jevům.
Obdobou cirkumzenitálního oblouku je tzv. cirkumhorizontální oblouk, který se nachází naopak hluboko pod Sluncem nízko nad jižním obzorem, a proto je obtížné ho z našich zeměpisných šířek spatřit. Může být pozorovatelný v poledních hodinách dnů kolem letního slunovratu, nebo ještě vzácněji, v noci za úplňků v období zimního slunovratu. Podmínkou pro jeho zformování je výška Slunce resp. Měsíce alespoň 58° nad obzorem.

	Parhelický kruh, foto Tomáš Tržický

Parhelický kruh je bělavý kruh obepínající dokola oblohu ve stejné výšce nad obzorem, jako svítí sluneční disk. Ve stejné výšce se také nacházejí vedlejší slunce (parhelia) - odtud tedy pramení jeho název. Parhelický kruh vzniká odrazem slunečních paprsků na svisle orientovaných plochách krystalů - podstavách "ležících" krystalových sloupků nebo na bočních stěnách téměř vodorovně orientovaných ledových destiček. Kromě 22° parhelií lze na kruhu vzácně jako bělavá zjasnění pozorovat tzv. boční slunce ve vzdálenosti 120° od slunečního kotouče, případně přímo naproti Slunci ještě vzácnější protislunce (antihelium).
 
Parhelický kruh lze pozorovat až několikrát ročně, avšak většinou jen jako bělavé fragmenty. Celistvý kruh viditelný po celé obloze patří mezi vzácnou podívanou.
Tento halový jev má vzhled dvou bělavých skvrn na parhelickém kruhu v azimutální vzdálenosti 120° od skutečného Slunce. Na obloze tedy 120° vedlejší slunce spolu se Sluncem tvoří vrcholy pomyslného rovnoramenného trojúhelníku. 120° vedlejší slunce vznikají na šestibokých destičkách s horizontální orientací, do kterých světlo vniká horní podstavou, podstupuje dva vnitřní odrazy na stěnách a vystupuje spodní podstavou. Nejde tedy o čistý lom světla, proto jsou tato nepravá slunce bělavá. Viditelnost 120° parhelií závisí na výšce (tloušťce) ledových destiček. Čím jsou ledové destičky vyšší, tím se jeví 120° parhelia výraznější.

	Parryho oblouk, foto Tomáš Tržický

K vzácným halovým jevům se řadí Parryho oblouk(y). Jejich objevení totiž vyžaduje speciální orientaci ledových krystalků. Podobně jako dotykové oblouky malého hala vyžadují, aby se ledové krystaly ve tvaru sloupků vznášely svými osami vodorovně, ale k objevení Parryho oblouků je navíc nutné, aby dvojice stěn šestibokých sloupků ležela v horizontální rovině. Parryho oblouk se objevuje nad (resp. vzácněji též pod) malým halem a jeho tvar velmi závisí na výšce Slunce nad obzorem, jak si můžeme všimnout na obrázku. Díky lomu světla v krystalech jsou Parryho oblouky duhově zbarveny.
 
Při poloze slunce na horizontu splývá Parryho oblouk s horním dotykovým obloukem malého hala. S rostoucí výškou nad obzorem se oblouk ve tvaru písmene  "v" odpoutává od malého hala vzhůru a mizí, zatímco další oblouk s odlišným chodem paprsků v krystalu se naopak objevuje nad malým halem a při vzrůstající výšce Slunce se k němu shora blíží. Právě tento oblouk bývá nejčastěji pozorovatelný a zachytil jej na kresbě i jeho objevitel.

Parryho oblouk (je vyznačen bíle) mění tvar v závislosti na výšce Slunce nad horizontem, pro názornost je zobrazeno i malé halo a jeho dotykový oblouk

Tento halový jev poprvé zaznamenal anglický admirál a polární badatel William Edward Parry (1790-1855) na Melvillově ostrově během výpravy do kanadské Arktidy 8. dubna 1820.
 

Některé další, vzácné halové jevy se pro svou nenápadnost objeví až při mimořádně jasném úkazu, díky ledovým krystalům v přízemní vrstvě ovzduší (tzv. diamantovém prachu), jiné objevující se po vícečetných vnitřních odrazech v krystalu vyžadují dokonalé krystalové tvary. Další jevy vznikají buď při speciální orientaci krystalů, nebo při méně obvyklých krystalových formách.

• Protislunce
  zřídka se objevuje jako bělavá skvrna v místě průsečíku parhelického kruhu a protislunečních oblouků
• Lowitzovy oblouky
  oblouky vybíhající od malého hala k parheliím, vznikají na speciálně orientovaných
  ledových destičkách
• Hala s poloměry 9°, 18°, 20°, 23°, 24°, 35°
  hala vznikající na náhodně orientovaných pyramidálních krystalech, při jejich částečném uspořádání mohou vzniknou atypická parhelia a oblouky
• Spodní slunce, subhorizontální oblouky
  halové jevy objevující se pod horizontem, jsou viditelné z letadel nebo hor
• Wegenerův, Trickerův, Hastingsův oblouk a další...

Mnohé z těchto méně častých jevů byly pozorovány při jednom z nejbohatších halových úkazů v historii, který byl zaznamenán 11. ledna 1999 v Antarktidě. Článek o tomto úkazu byl uveřejněn ve zpravodaji finských pozorovatelů Sivuaurinko č. 1/99 (stránky 13 až 15).
 

	halový jev  četnost* četnost**  malé halo 22° 100  209  vedlejší slunce (paslunce)  73  71  horní/dolní dotyk. oblouk 22° hala   27  59  halový sloup  16  34  cirkumzenitální oblouk  13  31  parhelický kruh   4  13  velké halo 46°   4  18  boční slunce 120°   1   1  Parryho oblouky   1
	Četnosti halových jevů z pozorování v Německu a Nizozemí

O četnosti jednotlivých halových jevů je možné získat velmi hrubou představu z tabulky. Jsou v ní údaje o průměrné roční frekvenci jednotlivých jevů z pozorování na různých místech Evropy.
 
Sloupec označený jako četnost* udává výsledky asi 50 tisíc pozorování za 10 let v Německu pozorovateli halových jevů (Arbeitskreis Meteoren, Sektion Halobeobachtung); údaje v tabulce jsou převzaté ze stránek Atmospheric Halos (oba zdroje viz odkazy). Sloupec s označením četnost** udává údaje sestavené z pozorování za 22 let v Nizozemsku převzaté ze knihy J. Podzimka Fysika oblaků a srážek. Jiný údaj z článku z roku 1955 W. Sandnera za období 26 let z nám bližšího Mnichova udává ročně v průměru jen 42 dnů s výskytem halových jevů.

Pro srovnání uvádím také aktuální pozorování halových jevů za posledních několik let.
 
 
Pokračování - seznam halových jevů