Tähtitieteellinen yhdistys Ursa

Ilmakehän optiset ilmiöt

28.6.97 Mika Sillanpää
RRRRAJUJA UUTISIA UUTISIA UUTISIA

Edellisen Umin halopalsta alkoi täsmälleen samoilla sanoilla. Kyse ei kuitenkaan ole siitä, että levy olisi jäänyt päälle, vaan siitä, että kuluvalle vuodelle on syystä tahi kolmannesta päässyt kasaantumaan mahdottomat määrät rajuja uutisia. Ensiksi ellipsihalojen arvoitus mitä ilmeisimmin ratkesi, ja nyt, ainoastaan hetki tämän jälkeen tapahtuu taas:

46° SUUNNALLA ON SIVUAURINGOT

Saskatoonin kaupungin taivaalla 3.12.1970 nähdyn historian kovimman laattakidenäytelmän havaitsijan ja valokuvaajan professori Earle A. Ripleyn vierailu Suomessa ja Ursan toimistolla helluntaisunnuntaina 18.5. toi silmiemme eteen sen, mitä Weatherin toisen, Evansin ja Trickerin Saskatoon-artikkelin kuvissa näkyi vain kiusallisen epäselvänä, mustavalkoisena ja epävarmana - 44°/46° sivuauringot. Kysymys noiden aaveiden synnystä jäi kuitenkin kalvamaan mieliä.


HELLUNTAIN AJAN TAPAHTUMAT

Halojaoston vieraaksi kutsuttu Ripley saapui maahan lauantaina 17.5. Allekirjoittanut kävi Riikosen ja Pekkolan kanssa hakemassa miehen vaimoineen lentokentältä. Alun lievä sähellys mm. lentoaseman epäselvän parkkipaikka-arkkitehtuurin ja vain luottokortteja sisäänsä hyväksyvän maksuautomaatin kanssa ei kuitenkaan masentanut vastaanottokomiteaa, vaan vierasta alettiin heti haastatella. Kaikkien mukana olleiden suomalaisten kanssa oli sovittu, ettei kukaan tekisi "ohareita" eli vilkuilisi Ripleyn kuvia etukäteen, mikä päätös ilmeisesti pitikin. Sanallista arkkuaan vieraan kuitenkin sallittiin heti alusta alkaen raottaa: "En ole nähnyt 30 vuoden aikana mitään tuohon (3.12.70.) verrattavaa... talviset jääsumussa näkyvät sivuauringot ovat toki monille tuttuja Kanadassa" "...tuntuu oudolta, että se on paras koskaan raportoitu laattakidenäytelmä" "En ole vieläkään aivan varma, syntyikö se yläpilvessä vaiko timanttipölyssä" "Ilmiö lienee ollut voimakkain kaupungin sisällä, kosteutta siihen on ehkä tullut kaupungista." "Paperissamme olleet kuvat olivat huonosti reprodusoituneita, todellisuudessa kuvani ovat paljon parempia" jne. Ensimmäisen Saskatoon-artikkelin Weatheriin siis kirjoittivat Ripley ja Saugier, josta jälkimmäinenkin oli silloin Saskatchewanin yliopistolla. Toisen artikkelin kirjoittajina oli muuan Evans (myös Saskatchewanin yliopistolta), joka oli ilmeisesti ottanut yhteyttä Trickeriin asian tiimoilta. Ripley ja Saugier eivät kuitenkaan olleet koskaan puhuneet Evansin kanssa asiasta... Saskatoonin näytelmän havaitsijat näyttävät muutenkin olevan kuin yhtä suurta perhettä - Gustavo Pocobelli, jonka Saskatoon-kuvia mm. Pekkola sai käyttää valmisteilla olevaa kirjaansa varten, oli Ripleylle hyvinkin tuttu, jonkintyyppistä "in-law" -sukua mikäli oikein mieleen muistuu.

Ripley vietiin hotelliin nukkumaan ja noudettiin sunnuntaiaamuksi Ursaan esittelemään diojaan paikalle kokoontuneelle reilu 15-henkiselle poppoolle. Päivän "täyteohjelmaksi" oli väsätty extempore- ja talkoohengellä diaesityksiä ja esitelmiä muista ajankohtaisista aiheista, muun muassa ellipsihaloista ja "the V":stä eli nykyään tuttavallisemmin Moilasen kaaresta, joka tämänhetkisen käsityksen mukaan pakenee selityksiä. Laattapyramidit eivät sittenkään toimi.

Ripleyn vuoro koittaa vihdoin... sali hiljenee. Ripleyllä oli mukana yli 20 diaa, joista viisi oli päivätty 3.12.-70. Ensimmäisenä projektori nielaisee sisäänsä aloituskuvan, joka pitää sisällään ihan kohtuullisen jääsumusivuaurinko+pilarinäytelmän vieraamme kotiseudulta. Heti seuraavana Ripley vetäisee hihastaan sen valttikortin, jota koko paikalle Oulunsaloa myöten kokoontunut taivaan valoista kiinnostunut yleisö ehkä hurjimmissa unelmissaan saattoi ennakoida. Kun kuva välähtää valkokankaalle, porukka räjähtää epämääräiseen ääntelehdintään, kuuluu voihkintaa, kiroilua, sadattelua. Hetki on historiallinen. Kaikki tajuavat sen. 44° sivuauringot ovat olemassa. Mikään ei enää voi estää olemassa todella olevien vakuuttavien 44° sivuaurinkokuvien lopullista esiinmarssia.

Tässä ensimmäisessä kuvassa näkyi suunnilleen sama ala näytelmästä kuin kuuluisassa Weatherin mustavalkokuvassa, jonka mahdollista 44° SAuria oli esitetty muun muassa linssiheijastumaksi. "Sivuauringon" seutu oli palanut aivan puhki, 22° renkaan sivuilla oli n. 22°renkaan korkuinen ja 15°levyinen valkea alue... Ja siinä missä SAurin pyrstö alkoi hieman oheta, näkyi se kammottavista kammottavin, jokin, joka ei enää kenenkään paikalla olevan mielestä varmasti vaikuttanut tästä universumista peräisin olevalta asialta: emävärillinen, emäselvä, emäkirkas sivuaurinko hieman mutta selvästi 46°renkaan sisäpuolella.

Kaksi seuraavaa kuvaa näyttivät sivuauringon seutua, jälleen aivan valkoiseksi puhkipalaneena. Pistää vaan ajattelemaan, että voiko sivuaurinko aiheuttaa linssiheijastumia... noissa sellaisia kissa vieköön olisi voinut hyvinkin olla. Neljäs kuva oli ehkä kaikkein paras. Siinä näkyi suunnilleen sama alue kuin ensimmäisessä, mutta 44° suunnan sivuaurinko oli vieläkin selvempi. Viimeinen Saskatoon-kuva esitteli pienen pätkän zeniitinympäristön kaarta. Kernin kaarta, jota Ripley aistikkaasti kuvaili väriltään valkeaksi, ei vieraamme valitettavasti ollut kuvannut. "Jos olisin silloin tiennyt, kuinka innoissanne te tästä olette, olisin ottanut enemmän kuvia ja ympäri taivasta."

Tämän järkytyksen jälkeen olo oli sellainen, että "entinen ei enää koskaan palaa". Ripleyn kuvissa näkyneet tuomiopäivän valot eivät enää näyttäneet halolta. Ripley suostui suosiollisesti antamaan diansa meille duplikoitaviksi, mikä tehtiin Pekka Parviaisen toimesta Ripleyn ansaitun Kustavi -lomamatkan aikana. PP:n duplikointiproseduurin aikana kävi kuitenkin ilmi, että Ripleyn mukana olleet diat olivat jo itsessään duplikaatteja, mikä on toki valitettavaa. Onneksi Ripley lupasi lähettää kotoaan originaalit tai ainakin uudet, puhtaammat (näissä oli kuulemma tarkasti katsottuna lukuisa määrä roskien jättämiä tuhruja) duplikaatit. Jäämme mielenkiinnolla odottamaan uusien kuvien ulkoasua.


44°/46° SIVUAURINKOJEN MYSTEERI

Vaikka tuolla suunnalla nyt kiistattoman varmasti on olemassa värillinen sivuaurinko, ei ole läheskään niin selvää, kuinka se syntyy. "Aito" minkä tahansa asteluvun sivuaurinko, jonka etäisyys valonlähteestä kasvaa valonlähteen korkeuskulman kasvaessa, syntyy taittavan kulman ollessa pystysuorassa ja valon kulkiessa sen lävitse kahdella reunakosketuksella. Esimerkiksi tavalliset 22° SAurithan syntyvät, kun tavallinen 60° taittava kulma on pystyssä ja valo kulkee symmetrisesti sen läpi. 46° sivuaurinkojen syntyyn tällä mekanismilla vaadittaisiin pystyssä oleva 90° suuruinen kulma, joka ei kuitenkaan luonnossa todennetuilla jääkidetyypeillä olekaan ihan yksinkertainen homma, ainakaan käytännössä. Ns. alternate-Parry -orientaatio, joka syntyy, kun normaalia Parry -kidettä käännetään 30° symmetria-akselin ympäri, tekee kyllä 90° suuruisen pystyssä olevan kulman. Särmä edellä putoava pylväskide tuntuu kuitenkin ainakin maalaisjärjellä ajateltuna vallan epäfysikaaliselta, eikä simulaatioissa tämän kiteen kaikkein voimakkaimmasta aiheuttamasta halosta, 22° ylläsivuavan päällä olevasta, loivan V:n muotoisesta alternate-Parrysta tai Barkovin kaaresta, ole ainakaan valokuvia olemassa. 46° renkaan sivuaurinkojahan kyllä esiintyy runsaasti vanhoissa halopiirroksissa. Saskatoonissa muutamien havaitsijoiden raportoima muttei valokuvaama vasta-aurinko voidaan muuten selittää alternate-Parry -orientaatiolla, mikä tukisi tÄtä oletusta 44° suunnan efektien synnystä.

Alternate-Parry -orientaation olemassaololle on eräs mielenkiintoinen pseudoperuste. Luonnossa on todettu ns. laattamaisia pylväskiteitä, jollaisen voi kuvitella syntyvän siten, että pylväskiteen kahta vastakkaista sivutahkoa höylätään ohuemmiksi kiteen muiden strategisten mittojen pysyessä muuttumattomana. Tällaisen kiteen putoaminen litteä tahko alaspäin on likimäärin ainoa keino selittää muutamat havainnot ja valokuvat Trickerin vasta-aurinkokaarista vain minimaalisen himmeillä Greenlereillä tai kokonaan ilman niitä. Nyt jos normaalikiteen muotoa aletaankin muuttaa toiseen suuntaan siten, että kahta vastakkaista sivutahkoa ei höylätäkään ohuemmaksi vaan aletaan kasvattaa ulospäin, syntyy ikäänkuin päädystään neliömäinen heksagonaali. Tällaisen pylväskiteen putoamisorientaatio olisi nyt ainakin sillä edellä mainitulla maalaisjärjellä järkeiltynä putoaminen jompikumpi terävistä kärjistä alaspäin, jolloin saadaan pystyssä oleva 90° taittava kulma ja jossain määrin fysikaaliselta kuulostava selitysmalli aidoille 46° sivuauringoille. Ongelmana, tällä mallilla on esimerkiksi se, että mitä neliömäisemmäksi kidettä tehdään, eli luultavasti mitä todennäköisemmäksi alternate-Parry -orientaatio tulee, sitä pienemmäksi samalla kuihtuvat pystyssä olevat 90° taittavat kulmat.

Ripleyn kuvissa 46° suunnan SAuri oli selkeästi 46° suunnan halon sisäpuolella. Hienoiseksi ongelmaksi tässä muodostuu nyt se, onko tuo 46° suunnan halo 46° rengas vaiko sivuavakompleksi. Sivuavat ovat nimittäin sen verran kauempana auringosta tuolla horisonttirenkaan leikkauskohdalla, että niiden sisäpuolella oleva sivuaurinko saattaa hyvinkin olla todellisuudessa 46° päässä auringosta. Ripleyn kuvia ei tätä kirjoittaessa vielä ollut tutkittu niin tarkasti, että 46° suunnan haloja varmasti olisi voinut identifioida, mutta ainakin itse kallistuisin tuossa asiassa random-tavaran eli renkaan kannalle, sillä Saskatoonissa kyllä havaittu ja valokuvattu 22° ylläsivuava oli varsin vaatimaton, mikä puoltaisi rengas-tulkintaa. 44° paikkeilla oleville SAureille on olemassa teoria, kuten varmasti kaikki hyvin tietävätkin, tai oikeastaan kaksikin, mikä onkin sitten jo vähemmän tunnettu juttu. Valonsäteen kulkiessa kahden laattakiteen kautta, kummallakin kerralla tavallisen sivuauringon valonkululla, syntyy sekundaariset sivuauringot noin 44° päähän auringosta. Hieman epätarkasti ilmaistuna (jäljempänä selvitettäköön miksi) kyse on sivuaurinkojen aiheuttamista sivuauringoista. Jos valonsäteen reitille osuu vielä kolmas laattakide, syntyy tertiäärinen sivuaurinko etäisyydelle 66° auringosta. Myös Kernin kaari voidaan selittää moninkertaisella sironnalla, missä valonsäde käy ensiksi horisonttirenkaan valonkulun eli heijastuu laattakiteen sivupinnasta ja sitten zeniitinympäristön kaaren valonkulun - jälleen epätarkasti sanottuna kyseessä olisi horisonttirenkaan aiheuttama ZYK. Näin ollen koko Saskatoonin näytelmä voidaan kauniisti selittää multiple scatteringilla paksuista laatoista, joita tosin tarvitaan taivaalle uskomattomat määrät ennen kuin havaittavia moninkertaisen sironnan ilmiöitä alkaa syntyä. Tuota luonnonvaraa tosin Saskatoonissa lienee riittänyt.


MULTIPLE HIT

Moninkertainen sironta on viime vuosina kärsinyt melkoista inflaatiota lähinnä siitä syystä, että kovin halotiedemiesjoukko ei usko siihen. Tapen kovimmissa Etelämantereen sivuaurinkonäytelmissä ei ole ollut moninkertaisen sironnan ilmiötä. Täysin uusi halojen syntymekanismi vaatiikin luonnollisesti vakuuttavaa evidenssiä tuekseen, varsinkin kun 44° ja 66° SAurit voidaan jotakuinkin tyydyttävästi selittää myös ilman ajatusta valon kulusta usean jääkiteen kautta. Kyseessä on ns. multiple hit -teoria, josta on spekuloitu jo aiemmin mutta jota Jarmo Moilanen on viime aikoina tuonut itsenäisesti esille. Luonnossa on hyvinkin havaittu laattakiteitä, joiden sivutahkojen keskellä on kolmiomainen syvennys, eli laatta on päädystä katsottaessa tähtimäinen. Laatassa olevan loven tulee olla varsin pieni, pienempi kuin mitä se yleensä lumitähdissä on, ja lisäksi kiteen tulee olla paksumpi mitä tällaiset kiteet yleensä ovat. Edellä mainitut vaatimukset täyttävässä kiteessä saattaa tapahtua "moninkertainen sironta yhdestä kiteestä" eli poistuttuaan kiteen sisältä kolmiomaiseen rakoon, valo tunkeutuukin uudelleen kiteeseen raon vastakkaisesta seinämästä. Tapahtuma on hyvin analoginen kahden erillisen laattakiteen kautta tapahtuvan sironnan kanssa, paitsi että koska 'kiteet' ovat aina samassa konfiguraatiossa toisiinsa nähden ja "taittavassa kulmassa on näin vähemmän vaihtelua", lienevät syntyvät halot yksinkertaisen järkeilyn perusteella terävämpiä ja ennen kaikkea värikkäämpiä kuin jos valonsäde kohtaa toisen laattakiteen satunnaisessa kulmassa. Asia on kuitenkin kaikkea muuta kuin triviaali, joten älköön vannottako ennen kuin joku saa aikaan (värillisiä) simulaatioita sekä multiple scatteringista että multiple hitistä tai klassisesti laskee kynällä ja paperilla aallonpituuskaistojen intensiteetin odotusarvoja sirontakulman funktiona...

 

 

Kuvassa lovettu laattakide, joka Jarmo Moilasen mukaan saattaa selittää Saskatoonissa havaitut ilmiöt. Näkyvissä myös 44° sivuauringon mahdollisesti synnyttävä valonkulku.
A plate crystal with triangular gaps on each lateral face. These crystals might according to Jarmo Moilanen explain the Saskatoon Display. Possible 44° parhelia ray path is also visible.

Ripleyn kuvissa näkynyt 44° suunnan efekti oli todellakin huomattavan terävä ja värikäs - erikoisen värikäs ja terävä syntyäkseen moninkertaisella sironnalla, joka ainakin maalaisjärjellä ajateltuna sotkee värit pahemman kerran. Lisähuomiona vielä todettakoon, että tavallisissa 22° sivuauringoissa ei väriä kuvissa näkynyt, ei edes sitä tavanomaista punaista sisäreunaa. Efekti lienee ehkä kuitenkin selitettävissä "puhkipalamisella" jota ei ainakaan ole estänyt se, että kuvat olivat duplikaatteja.

Tape harmitteli ettei ollut päässyt saapumaan paikalle työkiireiden vuoksi. Eräässä vaiheessahan vieraaksi oli määrä saapua Ripleyn lisäksi myös tämä Alaskan haloprofeetta. Ripleyn kuvat julkaistaneen nopeasti, joten tiedeyhteisö päässee kuitenkin piakkoin niitä silmäilemään.


HALOJEN AIHEUTTAMAT HALOT

Vielä hiukan pseudoilua neljänelosista ja moninkertaisesta sironnasta. Etelämantereen häikäisevän kirkkaiden sivuaurinkojen näytelmissä ei tiemmä ole nähty tai ei ainakaan kuvattu moninkertaisen sironnan sivuaurinkoja, mitä jotkut ovat pitäneet multiple scatteringin teoriaa heikentävänä tekijänä. Yllättävää kuitenkin, häikäisevän kirkkaiden primaarihalojen näkyminen taivaalla samanaikaisesti moninkertaisen sironnan halojen kanssa edes samassa pilvessä ei ole missään nimessä välttämätöntä. Vaikka esimerkiksi 44° sivuauringon aiheuttavan säteilyintensiteetin aikaansaakin normaali 22° sivuaurinko, on kaikki useamman kerran siroava säteily pois primaarisuunnan sivuauringoista, mikä heikentää niiden valovoimaa. Näin ollen sekundaarinen halo voi olla kohtuullisen kirkas ilman sen kummemman näköistä normaalihaloa, joka "aiheuttaa" sen. Kyseessä on täsmälleen sama ilmiö kuin silloin jos lämmin rintama lähestyy ja aurinko paistaa paksun altostratuskerroksen lävitse: viimeisillä voimillaan taivaalla saattaa vielä sinnitellä himmeä 22° rengas vaikka aurinko enää hädin tuskin näkyy paksun pilven lävitse. Tässä tapauksessa primaarisäteet eli suora auringonvalo on jo sironnut suurimmaksi osaksi muihin suuntiin, mutta yhden kerran sironnut säteily eli 22° renkaan valo, joka on syntynyt "alempana" kuin suora auringonvalo, ei ole vielä kovin voimakkaasti (moninkertaisen!) sironnan (tosin tässä kaikenmuotoisista epämääräisistä partikkeleista) heikentämä. Ja kuitenkaan ei ole kyse siitä että tuo himmeä 22° olisi yhtä kirkas kuin suora auringonvalo ilman sirottavaa pilveä. Tämä oli kyllä jo vähintäinkin epäselvää ja perin pseudoiluherkkää. Jätetäänpä pohdinta silti tuohon paikalleen viisaampien rakentavan kritiikin kohteeksi...

Ripley lupasi peräänkuuluttaa ihmisiä, jotka olivat havainneet ja mahdollisesti valokuvanneet Saskatoonin näytelmää. Paikalliseen paikallislehteen mahdollisesti Ripleyn toimesta ilmestyvä halonäytelmän näkijöitä etsivä ilmoitus kuulostaa aika rankalta. Epäilemättä jossain Saskatoonin kaupungin epäilemättä lukuisista pöytälaatikoista muhii kuvia, jotka ovat vielä puhtaampaa dynamiittia kuin Ripleyn meille esittämät diat. Jäämme mielenkiinnolla odottamaan, mitä tuleman pitää.


KEVÄÄN SALDO

Huhtikuussa havaittu eurooppalainen halohavaintoprojekti ei innostanut ilmojen haltijoita kotomaan päällä noin yhtä poikkeusta lukuunottamatta. Eurooppaprojektin lisäksi Oulun seudulla järjestettiin oma kahden kuukauden mittainen perinteisempiä menetelmiä kuin saksalaista numerokoodausta hyödyntävä halohavaintoprojekti, josta tehdään oma yhteenveto. Oulun tienoo näyttää olevan kehittymässä uudeksi halokeskukseksi kotomaassa, mikä onkin varsin tervettä pääkaupunkiseutupainotteisessa toiminnassa.

Heikosta halokelistä eivät näytä kärsineen saksalaiset kollegamme, joille on irronnut huhtikuussa tyypillistä suomalaista huhtikuutavaraa. Ilmeisesti ilmojen oltua Suomen päällä huhtikuussa harvinaisen kylmiä myöhäisen kevään johdosta sopivan lämpimät haloilmat ovatkin suunnistaneet Keski-Euroopan päälle. Mielenkiintoisia keskieurooppalaisia ilmestyksiä projektin ajalta olivat esimerkiksi auringon yläpuolelta täydet Wegenerin vasta-aurinkokaaret sekä erityisesti maailman ensimmäinen valokuvattu keskieurooppalainen ellipsihalo Claudia Hetzen havaitsemana. Valitettavasti Claudia kommentoi kuvien epäonnistuneen ainakin osittain, joten suomalaisilla on yhä mahdollisesti maailmanmonopoli valokuvattujen ellipsitapausten saralla - Tape oli muuten nähnyt keväällä Alaskan ensimmäisen ellipsin, mutta tieto ei kertonut, oliko mies yrittänyt valokuvausta saatikka onnistunut siinä. Koska jäsentely ei näytä millään onnistuvan, todettakoon tässä yhteydessä myös se, että Tape oli äskettäin nähnyt myös toistaiseksi parhaan yläpilvihalonsa, jossa oli muun muassa aimo läjä vasta-aurinkokaaria sekä Liljequistin sivuaringot, joiden näkymismahdollisuudesta yläpilvessä hän kuulemma vasta nyt omin silmin ilmiön todistettuaan on vakuuttunut - käsittämätöntä kriittisyyttä, josta joidenkin ehkä olisi syytä ottaa mallia. Huhtikuuprojektin saldo kootaan piakkoin valmistuvaan yhteenvetoon, joka tehdään yhteistyössä saksalaisten kanssa, joten ei siitä tässä sen enempää kuin Aikioniemen piirros Suomen mainetta ylläpitävän Savukosken kolmikon Aikioniemi, Palojärvi, Helenius havaitsemasta järkyttävästä pyramididisplaystä 21.4. (tuossa päivämäärässä on oltava jotain mystistä!) sekä hieman syyniä tuosta näytelmästä muutenkin.

 

Savukosken giganttisen pyramidinäytelmän 21.4.-97 vaiheita Aikioniemen piirtämänä. Vas. 12:00, oikealla 12:12. A huge pyramidal halo display wittnessed and photographed by Simo Aikioniemi, Tarmo Palojärvi and Ilkka Helenius at Savukoski on 21.4.-97. Drawings by Aikioniemi; left 12:00, right 12:12.

20° SIVUAVIEN KAARIEN ONGELMA

Tyypillinen näky suurissa pyramidinäytelmissä on sivuiltaan kirkkain 9° rengas. Tämä efekti näkyi esim. näkemässäni 25.5.1995 näytelmässä. Orientoitunut pylväspyramidikide kuitenkin teoreettisesti aiheuttaa myös normaalit 22° sivuavat kaaret, joiden puuttuminen pyramidinäytelmistä ei tue 9° renkaan sivujen kirkastumien tulkintaa 9° sivuaviksi kaariksi. 22° sivuavien puuttuminen voidaan kuitenkin näppärästi kiertää olettamalla, että pyramidinäytelmissä lähes aina pyörivä 23° parroidi peittää ne alleen - em. näytelmässä tämä on ollut varsin mahdollista. Toinen viime vuosien suurten pyramidinäytelmien tyyppipiirre on ollut himmeä 20° rengas, joka on ehkä löytynyt vasta kuvista. Tämä 20° rengas on lisäksi tyypillisesti näkynyt vain sivuiltaan muodostaen mukana melko varmasti myös olleiden 18° parroidien kanssa kaksinkertaiset kaarenpätkät auringon kummallekin sivustalle. Ihmetystä voi herättää, miksi 20° rengas kuvissa perin harvoin jatkuu auringon päälle saatikka alle. Seuraavaa selitystä voisi vaivihkaa kehitellä: kyseessä on analoginen ilmiö tapauksen sivuiltaan kirkastunut 9° rengas kanssa. Teoreettiset (ei toistaiseksi varmoja valokuvia) 20° sivuavat kaaret sijaitsevat 20° renkaan sivuilla, aivan kuten 9° sivuavat kaaret sijaitsevat 9° renkaan sivuilla. Heikosti orientoitunut pylväspyramidi aiheuttaa tällöin sekä sivuiltaan kirkkaimman 9° renkaan että vain sivuiltaan, ja sieltäkin himmeästi, näkyvän 20° renkaan.

Aikioniemen 21.4. valokuvissa on taas näkyvissä 20° rengas, mutta vain sivuiltaan. Mitäpä tästä voimme päätellä? Emme ilmeisesti juuri mitään sillä efektistä ei ole olemassa vielä tarpeeksi kirkkaita kuvia. Täsmälleen 3 vuotta aikaisemmin, legendaarisena päivänä 21.4.1994 on mahdollisesti havaittu ja ehkä valokuvattu sama ilmiö kompaktimpana spottina, mutta edelleen aivan liian himmeänä.

 

Pattlochin ohjelmalla tehdyt simulaatiot pyramidihaloja sivuavista kaarista, jotka siis aiheuttaa pyramidipäätteinen pylväskide. Vasemmalla tilanne ilman tilttiä, oikealla 25° keskimääräisellä tiltillä. 20° sivuavat näkyvät vasemmassa kuvassa kirkkaina spotteina, mutta tiltti heikentää niitä huomattavasti voimakkaammin kuin 9° sivuavia kaaria. Vasemmassa kuvassa lisäksi 24° (valokuvattu) sekä teoreettiset 35° sivuavat kaaret. Referenssinä 22° ja 46° renkaat. Auringon korkeus 30°.

Halos caused by column crystals with pyramidal ends accompanied by the normal 22° and 46° rings. Tilting angles of pyramidal crystals 0° and 25° on left and right, respectively. Notice especially the hypotetical 20° tangent arcs, which weaken strongly as tilt increases. Solar elevation 30°.

UUSIMPIA HAVAINTOJA

Toukokuussakaan ei kovin dramaattisia näkyjä ilmoille revennyt, mutta jotainpa silti. Ja oston postituslistaa halo-l@ursa.fi käytettiin toukokuussa paljon taivaalla parhaillaan olevien kyseenalaisten harvinaisuuksien setvimiseen. Monet haloharrastajista näyttävät viettävän runsaasti aikaa näyttöpäätteen ääressä (mikä aika tosin on valitettavasti pois ainakin halojen havainnoinnista...) jolloin postituslista on osoittautunut toimivaksi myös reaaliaikaisten tapahtumien kommentointiin. Mahdollisista 23° parroideista listalla hälytettiin toukokuussa useasti. 7.5. ilmojen hieman lämmettyä ilmestyi Helsingin taivaalle kevään ensimmäinen jossain määrin varma tapaus tuosta hellepäivän halosta.

Hieman tätä ennen, 4.5. Simo Aikioniemi repäisee jo uransa toisen yläkuperan Parryn.

31.5. nähtiin laajalla alueella maan pohjoisosissa hieno kokotaivaan näytelmä, jossa mm. Martti "the ellipsikide" Penttisellä korkealla auringolla täysi timanttisormus-hr, jollaista ensi kertaa ihastelemaan päässyt Martti kuvaili hienoksi näyksi. Oulun seudulla öhman ja uudehko kasvo Korhosen Jarkko nappasivat samoihin aikoihin rajua tavaraa. Ensiksi laattakide-horisonttirengas 120° SAureilla, sittemmin näytelmän jo osoitettua hyytymisen merkkejä auringon ympärille ilmestyi ainoastaan n. 2° pystysäteinen ellipsihalo.Tällaisista miniellipseistä, joita toki on hyvin vaikea havaita auringon ympäriltä, on tullut viime vuosina muutamia havaintoja. N. 3° suuruinen pyramidin kantakulma laattakiteessä vain yhdellä pyramidipäädyllä pystyy selittämään tällaisen n. 2° pystysäteisen yksinkertaisen ellipsin korkealla auringolla. 3° pyramidin kantakulma on siis taas pelissä mukana. Valokuvat matalan auringon ellipsinäytelmistä, joiden kellonaika ja siis myös auringon korkeus on tarkasti tiedossa ja valokuvat mittauskelpoisia, olisivat todella rajua materiaalia ellipsejä aiheuttavan pyramidikulman selvittämisessä. 3° yksinkertaisella tai kahdella pyramidipäädyllä vaikuttaa tällä hetkellä äärimmäisen lupaavalta selittämään mittaustarkkuuden rajoissa useimmat ellipsinäytelmät.


KERÄTTYJÄ JÄÄKITEITÄ

Jääkiteidentarkkailuprojektin tiedotus vuoden alussa meni viime tippaan, mutta siitä huolimatta replikoituja talvisten halojen aiheuttajia saapui jaoston huomaan. Ehdottomasti mielenkiintoisin tapaus olivat tietysti Martti Penttisen pyydystämät ellipsikiteet, joista on jo monessa yhteydessä ollut niin paljon juttua, että ei siitä tässä sen enempää.

Minkä tahansa harvinaisen halon näkyminen jääsumussa on aina suuri tapaus, ainakin jos on mahdollisuus kidenäytteen ottoon. Erityisesti mielenkiinnolla voi odottaa, milloin "the V":n eli Moilasen kaaren tekevät kiteet pyydystetään. Näitä ilmiöitähän on toistaiseksi nähty vain jääsumussa hyvin kirkkaissa laatta+pylväskideryöpytyksissä. Yhden viimeisimmistä muuten on nähnyt Karl Kaiser Itävallassa alkutalvesta. Lisäkidenäytteet esimerkiksi ellipsinäytelmistä ovat toki enemmän kuin tervetulleita. Muita mielenkiintoisia nähtäviä olisivat esimerkiksi 44° suunnan sivuauringot tekevät kiteet... Lowitz -kiteitäkään ei kai kukaan koskaan ole tutkinut, olkootkin että niissä tuskin mitään kovin mielenkiintoista on. Haaste on siis edelleen päällä ensi talven varalla, ensisijaisesti esimerkiksi Savukosken kolmikolle.

Alla muutamia "tavallisista" näytelmistä replikoituja kiteitä sekä itse näytelmä, jonka kiteet aiheuttivat.

Some ice crystals and halo displays they originated. Teemu öhman, Oulu 12.2. klo 16:48. Tyypillinen jääsumupilari.

Teemu öhman, Oulu 8/9.1. klo 22:55 - 23:05. Hienoja keinovalopilareita. Mielenkiintoista on, että kiteet ovat hyvinmuodostuneita laattoja eivätkä lumitähtiä, jotka yleensä aiheuttavat keinovalopilarit. Muutkin halot kuin pilarit ovat keinovalolla mahdollisia - tosin valonlähteen läheisyyden vääristämiä.

Mika Sillanpää, Espoo 20.1. klo 11:30. -7°C. Isot lumitähdet satoivat alapilvien riekaleista. Huomaa kiteiden muoto - ei ihme ettei muita haloja ollut näkyvissä!

Teemu öhman, Oulu 13.2. n. klo 12:30. Hieno multihalo, jonka aiheuttaja saattoi olla osittain myös yläpilvi. Kerätyiden kiteiden joukossa on pienehköjä puhtaita laattoja ja pylväitä.


HAR

Halojen arviointiryhmälle, joka perustettiin pääkaupunkiseutulaisten aktiivien kesken edellisen vetäjän Veikon aikana, ei kuulu kovin hyvää. Tarkoitus oli käydä yksityiskohtaisesti lävitse kaikki jaostolle tulleet havainnot joissa on B-lomakekamaa ja jaotella ne varmoihin, epävarmoihin ja virhehavaintoihin ja näin antaa listoja tutkiville jälkipolville nopea ja selkeä arvio kunkin havainnon arvosta. Havaintojen arvioinnin tulevaisuudesta on keskusteltu viime aikoina sangen syvällisesti, eivätkä asiat ole jääneet muuttumattomiksi. Kaikkien havaintojen tarkka ja yksityiskohtainen analyysi mm. valokuvien ja aikaisempien samantyyppisten näytelmien pohjalta ei missään nimessä ole hedelmätöntä, mutta siinä määrin aikaavievää, että harrastukselle budjetoitu rajallinen (mutta silti hyvin suuri) energiamäärä katsottiin aiheelliseksi suunnata enemmän hedelmällisiin ja konkreettisiin päämääriin. Havaintojen arviointia ei kuitenkaan suinkaan lopeteta, sillä sen verran hyvä tämä idea on, vaan muutetaan hieman erityyppiseksi sekä edellä esitetyn resurssienjakonäkökohdan että seuraavan huomion valossa: käsiteltäessä valokuvatonta raporttia, joka oli ehkä hieman kyseenalainen, väännettiin monesti kättä siitä, luokitellaanko havainto esimerkiksi varmaksi vaiko epävarmaksi. Tämä varmuuden epävarmuudesta väittely on jo sinänsä hieman absurdia, mutta järjenvastaista on myös se, että listoihin tulee tällöin kirjattua ainoastaan subjektiivisia arvioita, jotka perustuvat lähinnä kyseisen havaitsijan entisiin havaintoihin. Lisäksi valokuvallisilta havainnoilta vaaditaan jostain syystä enemmän - on helpompi hyväksyä himmeä, lyhytaikainen ja valokuvaamaton 120° sivuaurinko "kokeneen" havaitsijan raportoimana kuin vaikkapa valokuvattu, mutta syystä tai toisesta (esim. havaitsija myöhästyi kameran kanssa) kuvissa näkymättömäksi joutunut valkea 18° parroidi vähemmän havainneen tuotteena, vaikka totuus ilmiöiden näkymisestä taivaalla olisikin täsmälleen päinvastainen kuin mitä aikakirjoihin olisi tällöin tullut merkittyä.

Ainoa jossain määrin objektiivinen kriteeri havainnon vahvistamiseen onkin näinollen se, onko väitetty harvinaisuus myös nähty valokuvassa. Tähän taktiikkaan tukeutuen ei havaintoa toki voi hylätä saatikka luokitella epävarmaksi, vaan kyse on havainnon vahvistamisesta kuvissa nähdyn perusteella. HAR pyrkiikin jatkossa juuri tähän. Tulevaisuudessa havaintoja ei enää luokitella kolmeen luokkaan lähinnä subjektiivisten arvioiden perusteella, vaan luokkina ovat ainoastaan vahvistetut ja vahvistamattomat sen perusteella, onko efekti nähty fotossa. Näin ollen on siis suositeltavaa lähettää kuvat harvinaisia haloja sisältävistä näytelmistä jaostolle, jos haluaa aikakirjoihin merkinnän vahvistetusta havainnosta. Kokemus toki vasta tulee osoittamaan, miten tämä nykyinen versio havaintojen arvioinnista tulee toimimaan. Edellinen lienee epäilemättä ollut sopiva lintuharrastajien tarpeisiin, muttei meille.


VETÄJÄ VAIHTUU

Heinäkuun alusta alkaen luotsin tehtävät ottaa hoitaakseen perin tuttu mies, M. Pekkola jonka aikaisempi puuhastelu alan parissa ei tarkempaa analyysia kaivanne. Seuraavan puolen vuoden aikana havainnot ynnä muut yhteydenotot kannattaa lähettää Markolle suoraan kotiosoitteeseen Rautalammintie 5 A 9 00550 Helsinki, ei siis Ursaan, sillä Pekkis kertoi viettävänsa kesän lopulla merkittäviä ajanjaksoja mökkeilyn merkeissä. Kotiin tullut posti voidaan nimittäin ohjata mökille. Lisäksi Pekkis kertoi mitä on luvassa Cygnuksella perinteisen kokouksen lisäksi: haloilijat voisivat tuoda mukanaan kymmenen parasta halodiaansa, joita sitten voidaan porukalla ihailla!!! Omasta puolestani ei jäähyväis- vaan hyvästi-hetkeksi-sanoiksi voisin todeta kaukaista edeltäjääni Jokisen Annea lainatakseni "halojaoston vetäminen oli rankka mutta antoisa kokemus."

Seuraavassa Jorma Lameranta kertoo rakentamastaan äärimmäisen mielenkiintoisesta laitteesta, josta jonain päivänä saattaa tulla halohavaitsijan ehdoton apuväline. Ja UMin sivukiintiö ei taaskaan riitä halojaostolle...

Mika Sillanpää


HALOMITTARI

Rakentelinpa joutessani laitteen, jolla voi mitata kulmia - vaikkapa harvinaisten halorenkaiden säteitä. Laite toimii samalla periaatteella kuin entisten merenkulkijoiden käyttämä sekstantti. Tässä laitteessa vain ei ole suurentavaa kaukoputkea. Alla olevasta piirroksesta pitäisi toimintaperiaatteen selvitä.

Laitteen runkona on neliömäinen alumiiniputki 30mm*30 mm. Sen toinen pää on sahattu hieman viistoon, noin 12°. Putken yläpinnassa lähellä viistoa päätä on soikea aukko. Putken kylkeen on kiinnitetty 1,5 mm:n alumiinilevy, jonka toiselle puolelle olen liimannut paperille piirtämäni kulma-asteikon. Levyn toisella puolella on kulmaprofiilista sahattu peilin kannatin. Kannatin on kiinnitetty asteikkolevyn läpi menevään akseliin niin, että peili pääsee kiertymään poikittaisakselinsa ympäri.

Asteikkopuolella peilin kannattimen akseliin on asennettu parista hammaspyörästä tehty välitysmekanismi ja viisari. Neliöputken viistoon päähän olen liimannut silikonilla ohuen lasilevyn (mikroskoopin objektilasin). Peili on myös kiinnitetty silikonilla kannattimeensa. Peili on hyvälaatuisesta ikkunalasista leikattu 24mm*40mm kokoinen pala, joka on aluminoitu. Neliöputken päällä olevan aukon peittona on suodattimena toimiva mustaksi valotettu ja kehitetty pala mustavalkofilmiä. Neliöputken sisäpinnalle laitoin mustaa itseliimautuvaa samettia torjumaan heijastuksia. Siinä koko homma. ... Totta puhuen kyllä rakentelussa riittää näpertelyä, jos haluaa peilin kiertyvän pehmeästi ja välyksettömästi ja viisarin näyttävän tarkasti oikeita lukemia.

Laitetta käytetään seuraavasti: Putken läpi katsotaan kohdetta, jonka kulmaetäisyys auringosta tai muusta valolähteestä halutaan mitata. Viisaria kiertämällä käännetään peiliä niin, että auringon kuva sattuu lasilevylle kohteen päälle. Sitten vain luetaan asteikolta kulmalukema. Käyttö poikkeaa sekstantin käytöstä vain siinä, että esimerkiksi haloja mitattaessa laitteen joutuu kääntämään kyljelleen (vaakasuoraa etäisyyttä mitattaessa) tai jopa ylösalaisin (auringon yläpuolisia kohteita mitattaessa). Mittaus on helppoa koska käsien heilumisesta huolimatta auringon kuva pysyy kohteen suhteen paikallaan.

Jonkinlainen välitysmekanismi peilin ja viisarin välissä on tarpeen, jotta asteikkoa ja sen mukana koko laitetta ei tarvitsisi tehdä kovin isoksi. Kuten edellä olevasta kaaviosta näkyy, kulmien suhteet ovat sikäli epäedulliset, että taivaalla oleva kulmaetäisyys vastaa puolet pienempää peilin ja lasilevyn välistä kulmaa asteikolla. Riittävän lukematarkkuuden saavuttamiseksi (1°=2mm) ilman välitystä olisi asteikon säteen oltava noin 230 mm. Välityksen voi rakentaa melkein minkälaisista hammasrattaista tahansa kun välityssuhde on 1:2 - 1:10. Asteikkoa ei tarvitse sen kummemmin kalibroida. Riittää kun se on tasavälinen ja oikeaan mittakaavaan piirretty. Viisari asetetaan nollakohtaan tähtäämällä jotain kaukaista lamppua tai kirkasta tähteä (ilman suodatinta) ja kiertämällä peiliä niin, että kohde ja sen kuva tulevat päällekkäin.

Käyttökokemusta on vielä vähän, mutta laite tuntuu toimivan odotetulla tavalla. Pari ongelmaa on ilmennyt. Vaikka putken läpi katsottuna taivasta näkyy noin 10ox10°, määrätynlaisissa valaistusoloissa himmeitä ja heikkokontrastisia haloja tai niiden osia on vaikea nähdä putken läpi. Tällaisen kohteen hahmottaminen vaatii, että se näkyy riittävän laaja-alaisena. Parannuskeinona on lyhentää putkea, jolloin näkökenttä kasvaa, taikka peräti jättää koko putki pois ja kiinnittää lasilevy asteikkolevyyn. Toinen hankaluus on löytää auringon kuva lasilevylle silloin kun tarkastellaan kaukana auringosta (120°) olevia kohteita. Luulen, että tämä vaikeus poistuu käyttökokemuksen lisääntyessä. 22 asteen rengasta mitattaessa ei tätä ongelmaa ole. Suodattimia tarvitaan pari kolme eri tummuista erilaisiin valaistustilanteisiin kuun valosta kirkkaaseen auringonpaisteeseen. Laitteeseen voi tutustua lähemmin Cygnuksella.

Jorma Lameranta


ENGLISH SUMMARY

The visit of professor Ripley from University of Saskatchewan was a tremendous success to atmospheric optics. The slides Ripley had taken of the Saskatoon Display in 1970 that he presented us in our meeting showed exceedingly distinct, colourfull and bright 44° region parhelia. This piece of news is striking in the sense that the first ever convincing photos of that region parhelia are introduced in the process. These photos shall hopefully be published soon.

Still, it's far from certain whether these 44° parhelia - which clearly show up inside the 46° halo in Ripley's slides - are a result of multiple scattering from thick plate crystals. In all probability, multiple scattering tends to make resulting halos diffuse and with few colors. Halo indefiteness is not applicaple to the case because Ripley's photos proved the 44° parhelia to be sharp and very rich in color. Yet another theory for explaining 44° and possibly also 66° region parhelia and the Kern's arc, discussed vividly by Jarmo Moilanen from time to time, exists. Suppose a plate crystal of a form like a snowlake, that is with regular, triangular gaps on each lateral face. This arrangement could be considered as a set of normal hexagonal plates, attached to each other. If a light ray exits one such plate entering the gap and then continues into the adjecant plate because the crystal is thick enough, the situation is quite analogical to multiple scattering, except to less color mixing in resulting halos given rise by the permanent crystal alignment. The ray could also go via three plates before leaving the system and thus contibuting to the 66° parhelia.

In April, during the European Halo Project, halo activity was surprisingly low in the whole of Finland. This was most likely due to the arctic weather type prevailing - April cyclones couldn't bring good halo clouds to us but obviously brought them to German fellow observers, instead. (Congratulations to Germans for a good April!) Still, one major display was noticed, thanks to Aikioniemi, Helenius and Palojärvi in Savukoski, Northern Finland. A huge odd radius halo complex was observed and photographed on April 21 by these Savukoski halo mafia brothers. Aikioniemi's slides show, for instance, very bright 9° and 24° parroids and possibly also faint traces of a new halo, 20° tangent arcs. In several big pyramidal halo displays both 9° halo is slightly brighter at its vertical parts and the possible 20° halo is visible only as a small fragments at parhelic circle level (and thus resembling very much elongated 18° parroids that are located only two degrees closer to the sun and which very likely accompany the display). This might be explained by postulating singly oriented, but quite a lot tilting column crystals with pyramidal ends. The enhancements on 9° halo sides as well as the small pieces of the 20° halo lateral parts could be interpreted as being poorly formed tangent arcs of these odd radii halos.

Ursa halo section leader will change. The Grand Old (actually not old, but grand at least) Man, Marko Pekkola is willing to be in charge the next half-year period beginning in July.

Jorma Lameranta has constructed a "halo meter" wich can be used in measuring for example radius of a halo circle or position of a distant parhelia. The "halo meter" uses the same principle as the ancient sextant, except that this equipment has no telescope.

 

RSS Zeniitti

RSS Taivaanvahti

RSS Avaruus.fi-foorumi