Радужные кольца вокруг фонарей зимой возникают из-за взаимодействия света с мелкими кристаллами льда или переохлажденными каплями воды в воздухе. Глаз видит не свечение самого фонаря, а рисунок рассеяния: часть лучей отклоняется на близкие углы, и вокруг яркого источника появляется светлый диск с окрашенными краями. Если частицы в воздушной взвеси близки по размеру, рисунок получается аккуратным и почти круглым. При разнородных частицах контур расплывается, а цвета бледнеют.
Откуда берется цвет
Цвет возникает по той же общей причине, что и в других атмосферных ореолах: волны разной длины отклоняются немного по-разному. Короткие волны, которые глаз воспринимает как синеватые оттенки, распределяются иначе, чем длинные, дающие красноватую кайму. У фонарей картина часто выглядит не такой яркой, как у солнечных или лунных ореолов, потому что искусственный свет беднее по спектру и нередко смещен в теплую или холодную часть диапазона. Из-за этого кольцо бывает желтоватым, голубоватым или с едва заметным переходом цветов вместо четкой радуги.
Какая погода нужна
Чаще всего эффект проявляется в морозную, влажную и тихую погоду. В воздухе висят ледяные иглы, мелкий снежный порошок или туман, который начинает подмерзать. После снегопада кольца видны лучше, если нет сильного ветра: частицы дольше удерживаются в одном слое воздуха. При резких порывах структура ломается, и вместо ровного круга вокруг фонаря остается смутное сияние. Если температура держится около нуля, заметную роль играют переохлажденные капли — жидкие микрокапли, которые сохраняются ниже точки замерзания и легко меняют оптическую картину.
Почему кольца разные
Диаметр кольца связан с размером частиц. Мелкие частицы дают более широкие ореолы, крупные — более компактные. Поэтому в одну ночь вокруг фонаря виден большой бледный круг, а в другую — узкое яркое кольцо. Значение имеет и сам источник света. У старых натриевых ламп окраска беднее, часто с преобладанием желтого тона. У светодиодных фонарей рисунок нередко кажется резче, но оттенки зависят от спектра конкретной лампы. Грязное стекло плафона, запотевания или наледи на рассеивателе добавляют собственные блики, из-за чего настоящий атмосферный ореол легко спутать с локальной засветкой.
Есть простой способ отличить одно от другого. Если кольцо связано с частицами в воздухе, похожий размер и форма будут заметны вокруг нескольких фонарей на одной улице. При проблеме с плафоном или объективом камеры рисунок окажется привязан к одному источнику или к положению устройства при съемке. Еще один признак — изменение ореола вместе с погодой. Когда усиливается туман, начинается слабый снег или воздух насыщается ледяной пылью, кольца становятся отчетливее.
Такие ореолы не редкость для зимних новостных сводок и городских наблюдений, хотя люди нередко принимают их за знак резкого похолодания, необычное излучение или дефект зрения. На деле перед глазами обычная атмосферная оптика. Она особенно заметна ночью, потому что фонарь дает яркую точку на темном фоне, а глаз легко улавливает слабые цветовые переходы вокруг нее. Чем чище воздух от лишней городской засветки и чем ровнее слой морозной взвеси, тем выразительнее выглядит это кольцо.