Гало – красивое оптическое явление. Это явление рассеивания света, вызванное скоплением в атмосфере кристаллов льда размером менее 10 микрометров. Сочетание формы кристалликов, их ориентации и путей прохождения лучей света через льдинки определяет конфигурацию гало, будь то цветные или белые кольца, пятна или дуги. То есть, по форме гало можно судить о типах кристаллов льда, присутствующих в атмосфере.

Учёные Хельсинкского и Уральского федерального университетов впервые за историю наблюдений систематизировали сведения обо всех формах атмосферных гало, зафиксированных человечеством на 2021 год. Самым древним упоминаниям – от 4 000 до 5 000 лет; они изображены на клинописных табличках шумеро-вавилонской культуры. К 1820 году число зарегистрированных явлений составляло порядка 20, к 1990-му — 60. Значительный прогресс в документировании произошел в связи с распространением мобильных телефонов с фото- и видеокамерами. На сегодня известно о 119 различных форм атмосферных гало (существуют также внеатмосферные гало и гало, которые можно разглядеть на различных поверхностях). Статья с описанием проведенной работы и выводов из нее опубликована в Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, сообщается на сайте УрФУ.

Усилия учёных позволили обобщить все накопленные знания о гало и провести обзор условий (температуры, влажности и т. д.), необходимых для формирования в атмосфере кристаллов льда или других минералов, рассеивающих свет и таким образом участвующих в образовании гало. Кроме того, авторы статьи обозначили пробелы в исследованиях живописного явления и перспективные методы наблюдений и обработки полученных данных. В их числе — новые методы цифровой фотографии, которые применяются для улучшения качества документирования атмосферных гало и ведут к открытию новых форм.

Учёные сгруппировали атмосферные гало в категории часто наблюдаемых и редко встречающихся. Считается, что, если определенная форма гало наблюдается не реже одного раза в год, она относится к первой категории, остальные – ко второй. Часто наблюдаемые гало обычно образуются рассеиванием, преломлением и фокусировкой света шестиугольными кристаллами льда с неупорядоченной, горизонтальной или вертикальной ориентацией. Основными источниками света, вызывающими гало, являются Солнце и Луна, а также искусственные источники.

Гало с редкой конфигурацией источников света, ориентацией или необычной формой кристаллов составляют лишь около 1% от всех наблюдаемых явлений. Они, в свою очередь, подразделяются на те, чье происхождение установлено, на недостаточно изученные и экзотические (не поддающиеся моделированию на сегодняшний день). Некоторые экзотические гало только ждут раскрытия тайны их происхождения, например так называемая дуга Мойланенa, впервые зафиксированная в 1995 году. В случае с экзотическими гало наука предположительно имеет дело с аномальными формами кристаллов (например, кубическими кристаллами водяного льда), с их неоднородностью или с кристаллами каких-либо еще минералов, рассеянными в воздухе. Однако то, какими именно должны быть кристаллы и пути лучей, которые проходят через них, чтобы образовалось гало той или иной экзотической формы, неясно до сих пор.