halo de 22°

Halo de 22° alrededor del Sol

Halo de 22° alrededor de la Luna

Un halo de 22° es un fenómeno óptico atmosférico que consiste en un halo con un radio aparente de aproximadamente 22° alrededor del Sol o la Luna . Alrededor del Sol, también se le puede llamar halo solar . ^{[ 1 ]} Alrededor de la Luna, también se le conoce como anillo lunar , anillo de tormenta o halo invernal . Se forma cuando la luz solar o lunar se refracta en millones de cristales de hielo hexagonales suspendidos en la atmósfera. ^{[ 2 ]} Su radio, visto desde la Tierra, es aproximadamente la longitud de una mano extendida con el brazo extendido. ^{[ 3 ]}

Aunque es uno de los tipos de halo más comunes, la forma y orientación de los cristales de hielo responsables del halo de 22° son objeto de debate. Generalmente se proponen columnas hexagonales orientadas aleatoriamente como la explicación más probable, pero esta presenta problemas, como el hecho de que las propiedades aerodinámicas de dichos cristales hacen que se orienten horizontalmente en lugar de aleatoriamente. Otras explicaciones incluyen la participación de cúmulos de columnas de hielo con forma de bala. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Cuando la luz pasa a través del ángulo de vértice de 60° de los prismas de hielo hexagonales , se desvía dos veces, lo que resulta en ángulos de desviación que van desde 22° hasta 50°. Dado el ángulo de incidencia sobre el prisma de hielo hexagonal${\displaystyle \theta _{\text{incidencia}}}$y el índice de refracción dentro del prisma${\displaystyle n}$, entonces el ángulo de desviación${\displaystyle \theta _{\text{desviación}}}$puede derivarse de la ley de Snell :

${\displaystyle \theta _{\text{desviación}}=\theta _{\text{incidencia}}+\sin ^{-1}\left[n\sin \left({\frac {\pi }{3}}-\sin ^{-1}{\frac {\sin \theta _{\text{incidencia}}}{n}}\right)\right]-{\frac {\pi }{3}}.}$

Para${\displaystyle n}$= 1,309, el ángulo de desviación mínima es casi 22° (21,76°, cuando${\displaystyle \theta _{\text{incidencia}}}$= 40,88°). Más específicamente, el ángulo de desviación mínima es de 21,84° en promedio (${\displaystyle n}$= 1,31); 21,54° para luz roja (${\displaystyle n}$= 1,306) y 22,37° para la luz azul (${\displaystyle n}$= 1,317). Esta variación de refracción dependiente de la longitud de onda hace que el borde interior del círculo sea rojizo, mientras que el borde exterior es azulado.

Los cristales de hielo en las nubes desvían la luz de manera similar, pero solo los del anillo específico a 22 grados contribuyen al efecto para un observador a una distancia determinada. Como no se refracta la luz en ángulos menores de 22°, el cielo se ve más oscuro dentro del halo. ^{[ 6 ]}

Otra forma de comprender intuitivamente la formación del halo de 22° es considerar la siguiente lógica:

• Todos los rayos del Sol/Luna inciden de forma paralela hacia el observador.
• Podemos considerar un caso específico en el que la fuente se encuentra justo encima del cielo.
• Los cristales de agua hexagonales pueden adoptar cualquier orientación. Sin embargo, cualquier rotación superior a 30° sería redundante al analizar los ángulos subtendidos por los rayos emergentes. Esto significa que, para todos los rayos verticales incidentes, solo necesitamos considerar los ángulos de incidencia comprendidos entre 30° y 60° que inciden sobre una arista del cristal hexagonal; estos son los que alcanzarán al observador.
• Para el rango de ángulos de incidencia mencionado anteriormente, podemos hallar el ángulo del rayo saliente con respecto a la vertical, que de hecho es el ángulo subtendido en el ojo del observador.
• Los ángulos de los rayos salientes (en los gráficos de la derecha de la figura inferior) se obtuvieron a partir de la ecuación que aparece al final. Para la mayoría de los ángulos de rotación, el promedio de los ángulos de los rayos salientes en rojo ronda los 22° y es ligeramente superior en azul.

Ángulo de rotación =${\displaystyle \alpha }$

${\displaystyle \theta =\sin ^{-1}\left[n\sin \left({\frac {\pi }{3}}-\sin ^{-1}{\frac {\sin \left(\pi /3-\alpha \right)}{n}}\right)\right]-\alpha .}$

Otro fenómeno que produce un anillo alrededor del Sol o la Luna —y que a veces se confunde con el halo de 22°— es la corona . Sin embargo, a diferencia del halo de 22°, se produce por gotitas de agua en lugar de cristales de hielo y es mucho más pequeña y colorida. ^{[ 3 ]}

En el folclore, se dice que los anillos lunares advierten de la llegada de tormentas. ^{[ 7 ]} Al igual que otros halos de hielo, los halos de 22° aparecen cuando el cielo está cubierto por finas nubes cirros o cirrostratos que suelen aparecer unos días antes de un gran frente de tormenta. ^{[ 8 ]} Sin embargo, estas mismas nubes también pueden aparecer sin ningún cambio meteorológico asociado, lo que hace que un halo de 22° no sea un indicador fiable de mal tiempo.

• halo de 46°
• Arco circunzenital
• Arco circunhorizontal
• perro solar
• Círculo parhélico
• perro lunar
• Arcoíris lunar