Световые столбы — это оптическое явление. Они образуются, когда свет Солнца, Луны, фонарей или других ярких источников отражается от множества ледяных кристаллов в воздухе. Визуально отражения сливаются и кажутся наблюдателю единой вертикальной полосой. Но светового луча, который действительно тянется от земли вверх, при этом нет.
Световые столбы — это оптическое явление. Они возникают, когда свет Солнца, Луны, фонарей или прожекторов отражается от множества ледяных кристаллов в воздухе.
Выглядят они как вертикальные светящиеся полосы. Столб может находиться над источником света или под ним, быть белым, желтым, красным, синим или зеленым.
Кристаллы, создающие столбы, — мелкие плоские пластинки, которые в мороз парят в приземном слое и в основном держатся почти горизонтально.
Явление обычно наблюдается при сильном морозе (обычно −10 °C и ниже), слабом ветре и достаточной влажности для образования ледяных кристаллов у поверхности.
Солнечные столбы лучше всего видны на восходе и закате, лунные и «городские» — ночью в морозную безветренную погоду.
Для наблюдения не нужны приборы: достаточно оказаться в подходящем месте (освещенная улица, парковка, трасса, склон) в нужную погоду.
Что такое световые столбы и как они выглядят
Световой столб — это оптическое явление, которое выглядит как узкая вертикальная полоса над источником света или под ним. Она может быть короткой и размытой либо вытягиваться высоко в небо. Иногда одновременно появляются десятки столбов: например, над уличными фонарями, зданиями, автомобильными стоянками или прожекторами.
Цвет зависит от источника. Белые фонари дают белые или желтоватые полосы, декоративная подсветка — красные, синие, зеленые. Поэтому фотографии городских световых столбов иногда напоминают северное сияние, хотя между этими явлениями нет прямой связи.
Столб — это не настоящий луч света. В воздухе находится большое количество ледяных кристаллов, и лишь часть из них в момент появления столба расположена так, что отражает свет в сторону наблюдателя. Глаз объединяет множество таких бликов в непрерывную светящуюся полосу. Если человек переместится, изменятся и кристаллы, от которых свет попадет ему в глаза.
По источнику света можно выделить несколько вариантов.
Солнечный столб появляется над Солнцем или под ним. Лучше всего он заметен, когда светило находится низко над горизонтом — перед закатом, во время него или вскоре после. Иногда вертикальная полоса остается видимой и после того, как солнечный диск уже скрылся.
Лунный столб образуется по тому же принципу, но источником становится Луна. Он обычно менее яркий, поскольку лунного света значительно меньше.
Столбы от искусственного освещения возникают над фонарями, прожекторами, яркими вывесками и зданиями. Именно такие разноцветные полосы чаще всего фотографируют зимой в городах.
Световые столбы относятся к той же большой группе атмосферных оптических эффектов, что гало и паргелии — так называемые ложные солнца. Но выглядят они по-разному и образуются по разной оптической схеме. В обычном 22-градусном гало большую роль играет преломление света в ледяных кристаллах. Для светового столба главное — отражение от их граней.
Почему в небе появляются световые столбы
В очень холодную погоду в приземном слое воздуха образуются крошечные плоские ледяные кристаллы пластинчатой формы. Они медленно падают или парят в воздухе, и из‑за аэродинамики часто располагаются почти горизонтально, еще и покачиваются.
Эти кристаллы работают как миллионы мини‑зеркал. Свет от источника (Солнце, Луна, фонарь) отражается от их граней под определенными углами и попадает в глаза наблюдателю. Из‑за того, что кристаллы находятся на разной высоте, отражения складываются в вытянутую вертикальную полосу — столб.
Чем сильнее различаются углы наклона кристаллов, тем длиннее может казаться столб. У солнечных столбов высота полосы во многом определяется тем, насколько сильно пластинки отклоняются от среднего горизонтального положения.
Для фонаря, стоящего недалеко от наблюдателя, геометрия немного другая. Отражающие кристаллы находятся между человеком и источником — для почти горизонтальных пластинок значительная их часть располагается примерно посередине между ними. Блики от кристаллов на разных высотах соединяются в изображение, которое кажется вертикальным.
Где и как можно увидеть световой столб
Световые столбы чаще всего наблюдают в холодных регионах зимой: на севере России, в Скандинавии, Канаде, на севере США, в Сибири и арктических поселках. В городах явление заметнее там, где много яркого искусственного освещения и при этом стоит сильный мороз.
Лучшее время для наблюдения солнечных столбов — восход или закат, когда Солнце находится низко над горизонтом. Лунные столбы и столбы от фонарей, фар и прожекторов видны в темное время суток, обычно при ясном или слегка облачном небе.
Чтобы увеличить шансы увидеть световой столб, выбирайте ночи с температурой около −10 °C и ниже, безветренные. Ищите места с яркими точечными источниками света: уличные фонари, освещенные парковки, горнолыжные трассы, прожекторы на стадионах и промышленных объектах. Смотрите прямо от источника вверх: столб обычно начинается у самого света и тянется вертикально в небо.
Чтобы увидеть световой столб, не нужно специального оборудования — он заметен невооруженным глазом. Явление можно сфотографировать на обычный смартфон.
Ключевые физические условия:
Температура: обычно −10 °C и ниже; часто явление наблюдается при −15…−30 °C.
Высокая относительная влажность, чтобы кристаллы росли и сохранялись.
Слабый ветер: кристаллы должны парить и располагаться в основном горизонтально; сильный ветер разрушает нужную ориентацию.
Яркий точечный или компактный источник света (Солнце низко над горизонтом, Луна, фонари, фары).
Световые столбы от фонарей можно увидеть только зимой, потому что для них нужны ледяные кристаллы в приземном слое воздуха, а они устойчиво образуются лишь при сильном морозе. Солнечные и лунные столбы появляются в любое время года, потому что кристаллы, отражающие свет, находятся в высоких холодных облаках, где сохраняется температура ниже нуля даже в жаркую погоду.
Вопросы и ответы
В разделе ответили на вопросы о световых столбах.
Световые столбы — это северное сияние?
Нет. У этих явлений совершенно разная природа. Северное сияние возникает высоко в атмосфере, когда заряженные частицы из околоземного пространства взаимодействуют с атомами и молекулами газа. Световые столбы образуются из обычного света, отраженного ледяными кристаллами.
Кроме того, сияние часто имеет форму дуг, волн и подвижных светящихся областей. Световой столб сохраняет связь с конкретным источником — Солнцем, Луной или наземным фонарем.
Чем световые столбы отличаются от паргелиев?
Паргелии, или ложные солнца, выглядят как яркие пятна справа и слева от настоящего Солнца. Обычно они находятся на одном уровне с ним и связаны с преломлением солнечного света в ориентированных ледяных пластинках.
Световой столб расположен вертикально относительно источника и формируется главным образом отраженным светом.
Можно ли увидеть световые столбы летом?
Увидеть настоящие световые столбы летом практически невозможно: для их образования нужны приземные ледяные кристаллы, которые устойчиво существуют только при сильном морозе, обычно при −10 °C и ниже. Летом в нижних слоях атмосферы такие кристаллы не образуются, поэтому условия для отражения света от «алмазной пыли» и плоских пластинок отсутствуют.