Tähtitieteellinen yhdistys Ursa

Ilmakehän optiset ilmiöt

6/2003

2.2.2004 Jarmo Moilanen

Että tällainen syksy

Tätä kirjoittaessani syksy on edennyt talven kautta takaisin syksyyn. On harvinaista, että täällä Vaalan seudulla ei vielä ole lunta näin marraskuun puolivälissä ja lämpömittari pysyttelee tiukasti plussan puolella. Ei toiveitakaan jääsumuhaloista ja kaiken tukahduttava harmaa pilviverho sulkee myös mahdolliset yläpilvihalot pois näkyvistä. Jääsumuja on kuitenkin ehditty nähdä, sillä esim. Helsingissä näkyi harvinaisen laadukas näytelmä lokakuussa.

Keinovalohaloista paperi

Viime Sivuaurinko-palstaan mahtui pikkuinen töpeksintä, kun allekirjoittanut kertoi ruotsalaisten keinovalohaloihin liittyvän tutkimuksesta. Riikonen toimitti alun perin väärän artikkelin minulle. Artikkeli jota kommentoin viime Sivuaurinko-palstassa, ei ole vielä ilmeisesti julkaistu.

No, oikea artikkeli on itse asiassa mielenkiintoisempi kuin simulaatiotekniikoihin perustuva viime numerossa kerrottu artikkeli. Applied Opticsin 20 heinäkuuta 2003 ilmestyneessä numerossa (Vol. 42, No. 21) on siis ruotsalaisten Lars Gislénin ja Jan O. Mattssonin artikkeli "Observations and simulations of some divergent-light halos".

Joten artikkelin käsittely sopii tähän numeroon vallan hyvin, sillä jääsumukausihan on vasta tulossa. Toivottavasti saamme hyviä jääsumunäytelmiä tänä talvena.

Artikkelin havaintoja käsittelevä osuus on kiintoisa. Jutussa simulaatioin käsitellyistä kolmesta havainnosta kaksi on Marko Riikosen valokuvaamia havaintoja. 17.3. 2001 Oulun keinovalohorisonttirengas ja 12-13.12. 1999 Kaamasen superparhelia, jonka Marko kuvasi yhdessä Leena Virran kanssa. Kolmas käsitelty havainto on Teemu Öhmanin piirroshavainto 15-16.1. 2000 Oulusta, jossa mukana mm. superparhelia. Toisin sanoen suomalaiset ovat jälleen hyvin mukana.

Lisäksi kirjoittajat kiittävät Riikosta avusta ja kommenteista. Allekirjoittanut oli myös mukana kommentoimassa, mutta en ilmeisesti ansainnut kiittämistä. Vaikka autoin mielestäni miehiä huomattavasti paperin melkeinpä tärkeimmän havainnon kanssa. Tämä havainto on se, että halon aiheuttavan jääkiteen etäisyys havaitsijasta vaikuttaa keinovalohalon ulkonäköön, koska näemme kiteestä tulevan valon pienemmässä kulmassa.

Paperissa esitetty idea on käytännössä sama mitä minä esitin, vain toisin sanottuna ja hiukan toisesta näkökulmasta. Marko oli myös vihjaissut oikean suuntaista selitystä ilmiölle, miksi visuaalihavainnoissa 22° rengas voi näkyä renkaana, eikä valosikarina kuten miesten alkuperäiset simulaatiot tekivät. Ilman tuon huomioimista miesten simulaatiot eivät olisi niin hyvin kohdallaan kuin ne paperissa ovat.

Tästä ulkonäköjutusta olen aina yrittänyt muistuttaa keinovalohaloista kertoessani. Keinovalonäytelmässä näkymä muuttuu, kun havaitsija siirtyy lähemmäs tai kauemmaksi valolähteestä. Kiteen etäisyys silmästä vaikuttaa siihen, näkeekö havaitsija 22° renkaan renkaana vai 3-ulotteisena sikarina. Kun ollaan kauempana valolähteestä, havaitsija ei näe enää kidevälkettä valolähteen lähellä, koska sen välkkeen aiheuttamat kiteet ovat kaukana havaitsijan silmästä ja silmä ei kykene erottamaan niitä enää. Sitä vastoin havaitsija näkee 22° renkaan "renkaalla" olevat kiteet, koska ne ovat lähellä havaitsijaa.

Yksi virhe simulaatioihin on jäänyt. En saanut Riikosen kanssa Larsia vakuuttuneeksi siitä, että keinovalo 22° renkaassa ei pitäisi näkyä katkosta horisonttirenkaan tasossa. Mies ei keksinyt miten simulaation saa täyttämään sen välin. Minä luulen tietäväni syyn miksi se sinne ilmestyy.

Keinovalohalojen simuloinnissa on se ongelma, että keinovalolähteestä lähtevä valo ei ole samansuuntaista, kuten se on auringosta tai kuusta tullessaan. Tästä johtuu se, että keinovalohalosimulaatiossa täytyy tarkastella kidettä 3-uloitteisessa koordinaatistossa. Auringon halojen simulaatioissa riittää, kun tarkastellaan valon tulosuuntaa ja sijoitetaan simuloitu säde pallopinnalle. Kun lähihaloissa lasketaan valonsäteen suunta sen lävistettyä jääkide, on lottovoittoakin epävarmempaa, että säde osuu havaitsijan silmään. Jos nämä säteet aina unohdetaan, saadaan ajaa simulaatio-ohjelmaa päiväkausia saadaksemme muutama havaitsijaa osuva säde aikaan.

Nopeuttaaksemme simulaatiota, meidän täytyy tehdä erinäisiä jippoja, jotka ovatkin Larsin simulaatiotekniikan mielenkiintoisin osa. Hän kierrättää kidettä ja kiteen suuntaa kunnes valo osuu havaitsijaan. Näin ei laskettuja säteitä mene juurikaan hukkaan. Varsinkin horisontaalisten laattakiteiden ja sivuava-asentoisen pylväskiteiden kanssa tekniikka toimii hyvin. Larsin ongelma koskeekin juuri satunnaista asentoa. Nyt lukiessani artikkelia ja vilkaistessani Larsin sähköpostit työstövaiheesta ymmärsin missä homma menee vikaan.

Artikkelissa selitetään, että rako 22° renkaalla horisonttirenkaan tasossa johtuu siitä, että siinä kohdin oleva halon osa syntyy kiteistä, joiden akseli on pystysuorassa ja siksi on pienempi mahdollisuus saada näiden kiteiden läpi kulkeva valo osumaan havaitsijan silmään. Tämä pitää paikkansa ja ongelma onkin juuri siinä.

Ongelma tulee siitä, että satunnaisesti asennoituneet pääakseli pystysuorassa olevat kiteet, jotka sijaitsevat kaikkialla muualla kuin kapealta valolähteestä alkavalla kartiopinnalla, joka kulkee myös havaitsijan kautta, eivät voi mitenkään tuottaa valoa 22° renkaalle sen sivuille. Kuitenkin Larsin hieno kiteenpyöritysjippo saa aikaan sen, että satunnaisesti asennoituneet kiteet joiden pääakseli on voimakkaasti kallellaan ja varsinkin horisontaalisesti, voivat tuoda valoa 22° renkaalle olivat ne aivan missä tahansa valolähteen ympäristössä. Nämä säteet näkyvät sitten renkaan ylä- ja alaosissa.

Näin ollen, voimakkaasti kallistuneet kiteet ovat kaikki tuomassa valoa 22° renkaalle keinotekoisen kiertosysteemin ansiosta, mutta suurin osa pääakseli pystysuorassa olevista kiteistä hylätään epäoikeudenmukaisesti, koska niitä ei voida kierrättää sellaiseen asentoon, että säde päätyisi havaitsijan silmään. Tämä ei vastaa tilannetta luonnossa, sillä eihän valolähteen takana oleva kide voi näkyä havaitsijalle, mutta kiertosysteemillä se kierretään näkyville simulaatioon.

Toisin sanoen satunnaisesti asennoituneen populaation edustus simulaatioissa ei näy oikein, vaan vastaa lähinnä huonoa sivuava-asentoa. Tästä samasta syystä myös Larsin laattakiteiden simulaatioiden intensiteetit eivät välttämättä ole aivan oikein.

Kaiken kaikkiaan ainakaan allekirjoittaneelle paperissa ei hirveän paljon uusia asioita tullut vastaan. Suurin osa on tullut havaittua ja pohdittua itsekin aikoinaan. Ehkä mielenkiintoisin seikka koskee 120° sivuaurinkoja keinovalolla. Ne nimittäin näkyvät horisonttirenkaan alapuolella kulkevina kaarina, jotka yhtyvät horisonttirenkaaseen 120° sivuauringon ja valolähteen kohdissa.

Havaintoja syys- ja lokakuulta

Tällä kertaa allekirjoittaneen aikataulut pettivät aika pahasti, joten havaintojen käsittely jää valitettavan pintapuoliseksi. Käytän jälleen kronologista järjestystä, sillä saamani palaute siitä oli positiivista.

Ahkerin havaitsija oli jälleen Luukkosen Ismo Turusta.

Havaitsija9/0310/03
Luukkonen, Ismo1614
Mikkilä, Marko97
Moilanen, Jarmo88
Mäkelä, Veikko13
Penttinen, Martti127
Sälevä, Olli73
=5342

Aikaisempia havaintoja

Mäkelän Veikko lähetti havaintolomakkeita pitemmältä ajalta. Aina toukokuusta syyskuuhun. Toukokuun havainnot Veikon osalta käsiteltiin jo, mutta otetaan häneltä mukaan piirros 10.5. 2003 Helsingissä näkyneestä komeamman puoleisesta näytelmästä (Fig. 1). Kesäkuulta Veikolta on kuusi havaintoa, heinäkuulta seitsemän ja elokuulta kaksi. Ei kuitenkaan mitään erikoisempaa.

 

 

Ojanperän Juhan havaintoja näkyi tulleen jossain välissä heinä- ja elokuulta. Heinäkuun lapussa lukee vuosi 2002. Kolme havaintoa kuitenkin. Elokuun lappuja Juha lähetti kaksi. Toinen viime vuoden (2002) viisi havaintoa ja tämän vuoden elokuussa Juhan saalis oli vain yksi havainto. Havainnoissa ei ole mitään erikoisempaa.

Jari Luomala Tampereelta on jaoston piirissä uusi tuttavuus havaitsijana. Hän tosin osallistui kesällä Halikon tapaamiseenkin. Kesäkuulta Jarilla on kuusi havaintopäivää. 25.6. Pälkäneellä on näkynyt 46° ylläsivuava kaari. 26.6. Mäntsälässä näkynyt halo on saanut Jarin kommentoimaan 22° ylläsivuavaksi merkkaamaansa haloa lisähuomautuksella "23Parh"?? Heinäkuun saldo Jarilla on jäänyt kahteen, mutta elokuussa Jari on saalistanut kahdeksan havaintoa.

12.8.
Tampereella näkyneestä sivuauringosta Jari kommentoi: "Sivuauringon häikäisevä kirkkaus, tarkkarajaisuus ja kirkkaat värit olivat mielestäni vaikuttava näky." Mitään tuon erikoisempaa ei Jari kuitenkaan nähnyt. Jarilla on kuvat netissä, mutta koska kuvat eivät ole siellä kuulemma pitkään, en julkaise osoitteita tässä.

Syyskuu 2003

5.9.
Eri puolilla Suomea näkyi ihan kivasti haloja. Turun seudulla halot päätyivät jopa Turun sanomiin otsikoilla: "Poikkeuksellisen kirkas haloilmiö hohti perjantaina Turun taivaalla" ja "Auringon sappi valaisi aamutaivaan." Lehtikuvissa onkin varsin komea sivuaurinko ja pätkä 22° rengasta. Kuulin myös, että haloja oli nähty mm. Kurikan suunnalla.

Luukkosen Ismo havaitsi aamun haloja juuri Turussa. Ismon saaliiksi tuli varsin kelvollinen näytelmä 46° ylläsivuavan kaaren ja zeniitinympäristön kaaren kera (Fig. 2).

 

Mikkilän Marko havaitsi ehkä päivän tasokkaimman näytelmän Sievissä (Fig. 3). Marko on raportoinut Lowitzin kaaret, 46° allasivuavat kaaret, 120° sivuauringot ja Wegenerin vasta-aurinkokaaret. "11.30 vilkaisu työpaikan ikkunasta ulos näky oli 22r, ys, sa:t, hr totesin, että pitää käydä ulkona tarkastamassa tilanne. Ulos päästyäni näky oli shokeeraava. Kirkas horisonttirengas kiertää koko taivaan ja ne 120:t kirkkaat ja selvät kuin mitkä." Vasta-aurinkokaarista Marko kertoo: "Kuperalla peilillä katsottaessa vasta-aurinkopisteestä lähti wegenerin vasta-aurinkokaaret, jotka erottuivat hiukan selvemmin aurinkolasien kera." Marko herätti Nivalassa asuvan äitinsä puhelimella ja neuvoi tätä ottamaan kuvia haloista. Markon äidin ottamat kuvat näyttävät varsin komean sivuauringon horisonttirenkaan kera sekä kirkas 120° sivuaurinko.

Rovaniemellä Olli Sälevä pääsi myös harvinaisuuksien makuun. Miehen saaliina oli 46° allasivuava kaari (Fig. 4) ja 120° sivuaurinko.

7.9.
Zeniitinympäristön kaari Rovaniemellä Sälevällä.

20.9.
Allekirjoittanut pääsi pitkästä aikaa todistamaan harvinaisempia haloja Vaalassa näkyneessä näytelmässä (Fig. 5). Näytelmä alkoi zeniitinympäristön kaarella ja 46° ylläsivuavalla kaarella. Hetken päästä ilmestyi horisonttirengas ja sillä selvä sinijuova. Myös 46° allasivuava kaari ilmestyi näkyviin ja kirkkaat sivuauringot saavat seurakseen Lowitzin kaaret. Myös 120° sivuauringot ilmaantuivat.

Näytelmän parasta antia olivat selvät sinijuovat, joissa jälleen näkyi punaista väriä. Näytelmän huippu oli ehkä kello kahdelta, jolloin heikot Greenlerin vasta-aurinkokaaret ilmaantuivat näkyviin. Myös Lowitzin kaaret (kaikki kolme komponenttia) olivat varsinkin näytelmän loppuvaiheissa varsin hyvät.

 

Myös Mikkilän Marko näki näytelmän Nivalassa. Hän raportoi 120° sivuauringot, 46° allasivuavat kaaret, Lowitzin kaaret, heikko sinijuova punaisen värin kera. Markon dioissa väritystä on vaikea nähdä halojen himmeyden vuoksi.

21.9.
Allekirjoittaneella zeniitinympäristön kaari ja 46° rengas Vaalassa.

30.9.
Vetäjä katseli Vaalassa voimakkaan 22° ylläsivuavaa ja 46° ylläsivuavaa kaarta.

Lokakuu 2003

6.10.
Luukkosella Turussa zeniitinympäristön kaari ja 46° rengas. Mikkilä tyytyy Sievissä zeniitinympäristön kaareen.

7.10.
Luukkosella edellisen päivän toisinto zeniitinympäristön kaaren ja 46° renkaan kera.

9. - 10.10.
Penttisen Martti raportoi Virtojen taivaalla kuulla näkyneestä näytelmästä, jossa mukana oli "tosi kirkas" zeniitinympäristön kaari (Fig. 6). Valitettavasti kuvaaminen ei onnistunut patterien loppuessa kesken kaiken.

 

10.10.
Luukkosella zeniitinympäristön kaari Turussa.

12.10.
Mikkilä havaitsee Nivalassa "osittaisen mutta selvän" 9° renkaan (Fig. 7).

 

16.10.
Mäkelän Veikko havaitsi pienimuotoisessa näytelmässä zeniitinympäristön kaaren Artjärvellä ja Lapinjärvellä.

25.10.
Rovaniemellä zeniitinympäristön kaari Sälevällä.

27.10.
Turussa zeniitinympäristön kaari ja 46° ylläsivuava kaari Luukkosella.

Helsingissä Kai Hämäläinen törmäsi "aika rankkaan halonäytelmään" kuten hän itse asian ilmaisi (Fig. 8). Näytelmän havaintokertomusta voi lukea netistä osoitteesta: www.ursa.fi/~riikonen/kuvia/27lokak03.html. Kain havaintopiirroksessa ja kertomuksessa kiinnittää huomiota 46° renkaan ja horisonttirenkaan leikkauspisteen kohdalle piirrettyyn sivuaurinkoon ja Riikonen kommentoi "46° saurit näyttäisi vahvasti olleen kehissä".

 

Tosin emme tunne yhtään ainoata varmaa havaintoa aidoista 46° sivuauringoista. Ainoastaan 46° renkaan sisäpuolella näkyvästä 44° sivuauringosta on havaintoja ja Kain piirroksessa tuo on selvästi 46° renkaalla. 46° sivuavat ja kidepilvikirkastuma voi tulla myös kyseeseen. Ilman valokuvia tapausta on vaikea kommentoida enempää.

29.10.
Allekirjoittanut huomaa Keuruulla zeniitinympäristön kaaren katsellessaan paljain silmin hitsaajanlasin läpi auringon pinnalla näkyviä suuria pilkkuja. Myös 46° ylläsivuava kaari näkyi, vaikka 22° ylläsivuava oli aika heikko.

Muita havaintoja

Susanna Pentikäinen lähetti valokuvan 6.10. 2003 kuvaamastaan matalana auringon 22° ylläsivuavasta kaaresta pilarin kera.

Avaruus 2003

Allekirjoittanutkin poikkesi Ursan Avaruus 2003 -näyttelyssä pitämässä jaostoesittelyn. Valitettavasti Ursan ohjelmiston tiedotus oli suoraan sanoen sieltä syvältä. Jaostoesittelyjen ohjelmistoa ei koskaan saatu esimerkiksi nettiin ja paikan päälläkin ohjelma oli sijoitettu perimmäiseen nurkkaan.

Varautukaa jääsumuihin

Talvi tulee ja toivottavasti jääsumutkin. Olkaa varuillaan. Kovilla pakkasilla kannattaa harrastaa autoilua tehtaiden ja muiden kosteuslähteiden lähettyville. Ottakaa myös kuvia keinovalohaloista eri etäisyyksiltä.

Jarmo Moilanen


English summary

Hi fellow skywatchers!

A winter time is coming, althought it does not feel like that yet (15 Nov), since temperature is above 0°C and it is already mid November. Usually we have below zero temperatures at this time of year.

There has been some good halo display during the Autumn. First good halo day was 5 September when nice displays were seen in many places in Finland.

Also in 20 September rare halos were observed in many locations.

20 Oct a diamond dust display was observed in Helsinki area. This display has again bright parhelia and something on parhelic circle at 46° halo region. No photos no explanations...

 

RSS Zeniitti

RSS Taivaanvahti

RSS Avaruus.fi-foorumi