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Halos

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Bisweilen erscheinen am Himmel farbige Kränze um die Sonne oder eine vertikale Lichtsäule ragt ausgehend von der Sonne in den Himmel. Solche und andere Farberscheinungen, auch Halos genannt, haben nichts mit Regenbögen zu tun, sondern sie entstehen durch Brechung des Sonnenlichts an Eiskristallen.

Halos als Folge der Lichtbrechung an Eiskristallen

Anders als Regentropfen, die in guter Näherung als kugelförmig betrachtet werden können, haben Eiskristalle (Schneeflocken, Prismen, Plättchen) stets eine ausgezeichnete Lage im Raum, die durch ihre Symmetrieachsen definiert ist. Kleine, langsam gewachsene Eiskristalle sind dabei meist regelmäßige, sechseckige und lichtdurchlässige Gebilde.

Wenn Sonnenstrahlen auf ein solches sechseckiges Eiskristall trifft, so wird das Licht beim Eintritt in das und beim Austritt aus dem Eiskristall gebrochen. Wenn durch solche Brechungeffekte Leuchterscheinungen am Himmel resultieren, nennt man diese Halos. Damit die kleine, hexagonalen Eiskristalle entstehen können, muss es genügend kalt sein. Typischerweise entstehen die Eiskristalle daher im oberen Stockwerk der Troposphäre, also in Mitteleuropa in 7 bis 10 Kilometer Höhe.

Allerdings: wenn es in bodennahen Schichten genügend kalt und feucht ist, können sich auch bodennah Eiskristalle (Eisnebel und Eisdunst) bilden, die dann wiederum sehr farbenprächtige bodennahe Halos ermöglicht. So sind vor allem in den polaren Regionen häufig infolge Eisdunst farbenprächtige Haloerscheinungen zu beobachten.

Damit man Halos am Erdboden auch beobachten kann, dürfen natürlich nicht zuviele Eiskristalle vorhanden sein, denn ansonsten wird das Licht auf dem Weg zum Erdboden zu stark gefiltert (bei dicken Wolken sieht man ja noch nicht mal mehr die Sonne!). Somit kommen nur feine, dünne Eiswolken für die Entstehung von Halos in Betracht. Dabei sind in erster Linie Cirrus- und Cirrostratuswolken zu nennen.

Beispiele für Haloerscheinungen

Gut ausgeprägter 22-Ring um die Sonne
Gut ausgeprägter 22-Ring um die Sonne
Vertikale Säule über der Sonne
Vertikale Säule über der Sonne
Eine farbige Nebensonne (Parhelia) im 22-Grad Abstand zur Sonne
Eine farbige Nebensonne (Parhelia) im 22-Grad Abstand zur Sonne
Ein schwacher 22-Grad Ring mit oberem Berührungsbogen
Ein schwacher 22-Grad Ring mit oberem Berührungsbogen

Je kleiner die Eiskristalle sind, umso eher werden sie von den meist geringen Aufwinden in der Schwebe gehalten und nemen dabei keine besondere Lage im Raum an. Wenn sie jedoch weiter wachsen, beginnen sie durch ihr Gewicht allmählich Richtung Erdboden zu fallen. Und dabei kommt dann ein physiklaisches Prinzip zur Geltung: die Eiskristalle richten sich bei Fallen stets so aus, dass der Luftwiderstand maximal wird. Das bedeutet bei Plättchen, dass sie sich horizontal legen und bei Säulen, dass sie mit ihrer Längsachse parallel zum Erdboden fallen.

Je nachdem, welche Eiskristallformen gerade vorherrschen, wie groß sie sind und wie großflächig sie auftreten, wie tief die Sonne am Himmel steht usw entstehen zahlreiche verschiedene Haloerscheinungen. Eine nahezu vollständige und gut illustrierte Abhandlung zu Halophänomenen findet man beim Arbeitskreis Meteore.


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