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julho 25, 2011

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Postado por Samantha Martins

Desde que vi as lindas fotos de nuvens, feitas pela Taluana (veja aqui), tive a idéia de escrever um post sobre Halos:

Essa foi a imagem de um Halo, fotografado por Taluana Furlan.

O Halo é um fenômeno óptico criado pelos cristais de gelo de nuvens tipo Cirrostratus (nuvens muito altas, na alta troposfera, compostas majoritariamente por cristais de gelo).

Imagem digitalizada do livro Meteorology today: an introduction to weather, climate and the environment (autor: Donald. C. Ahrens)[1].  Aqui podemos ver a altura relativa das nuvens, vendo que nuvens tipo Cirrus e Cirrostratus são nuvens altas. Para mais informações sobre nuvens, veja esse post.

Esse fenômeno é tão interessante e bonito, que já foi foto de capa do tradicional Boletim Climatológico Anual (ano de 2008):

Essa foto foi feita por Edvaldo Gomes no dia 29 de agosto de 2008, na Estação Meteorológica do IAG-USP.

Muitas fotos deste fenômeno são encontradas pela internet.Encontrei por exemplo esta belíssima foto que mostro logo abaixo (vi aqui).

Halos também podem ocorrer ao redor da Lua, como na bela foto abaixo (encontrada aqui):

Antes de iniciar maiores detalhes sobre a explicação deste fenômeno, é necessário mostrar o tipo de cristal de gelo que normalmente compõe uma nuvem Cirrostratus (que normalmente formam o halo):

Esse cristal tem o formato típico de um lápis. Ou seja, sua seção é hexagonal e ele é comprido, como uma coluna. Essa imagem foi tirada de Bailey & Hallet, 2003. No artigo, através de experiências laboratoriais e observação, os autores concluiram que a maioria dos cristais são do tipo simétrico ou 'hexágonos escalenos'. Cristais de hexágonos totalmente assimétricos são raros, de acordo com os autores. Para simplificar, vamos supor um cristal totalmente simétrico:

Figura retirada dessa página do site da Universidade de Illinois.

 

Quando uma nuvem Cirrostratus encobre o disco solar, a luz solar (ou lunar) atravessa esses microscópicos cristais de gelo (que possuem raio da ordem de 20,5 micrômetros!). Ocorrem dois processos de refração, que obedecem a Lei de Snell-Descartes: um na entrada da luz e outro na saída. Ao final desses dois processos de refração, a luz é desviada em aproximadamente 22° de sua trajetória original. Os halos mais comuns, portanto, são chamados de Halos de 22°.

Nos Halos de 22°, a luz entra por uma das laterais do cristal e sai por outra lateral, como observa-se na figura acima. Porém há situações raras em que a luz solar entra por uma das laterais e sai pela face hexagonal (ou vice-versa). Em situações assim, temos Halos de 46°.

 

Figura retirada deste verbete da Wikipedia

Os halos de 46° correspondem a situações mais raras, uma vez que a área lateral dos cristais de gelo são maiores que a área da seção transversal. Os halos de 46° normalmente formam-se quando o astro (Sol ou Lua) está em uma elevação mais baixa com relação ao horizonte (entre 15° e 27°, segundo alguns sites).

Figura retirada das notas de aula do Dr. Cristopher M. Godfrey (University of North Carolina). Infelizmente ainda não descobri o livro de onde foi retirada.

Dessa forma, o halo ocorre devido as refrações da luz (solar ou lunar) que ocorrem no interior dos cristais de gelo de nuvens Cirrostratus, sendo assim, os cristais de gelo atuam como prismas. Apenas por curiosidade, esses cristais possuem raio da ordem de 20,5 micrômetros.

Mais informações sobre o assunto:

- Esse site da Universidade de Illinois (em inglês);

- Esse site, dedicado a óptica atmosférica (em inglês);

- Esse site, dedicado a meteoros (fenômenos que ocorrem na atmosfera) - em alemão.

- Blog amador sobre halos (em inglês);

- Site do AccessScience, da McGraw-Hill (em inglês).

- Blog amador com excelentes informações e imagens sobre Halos, explicando inclusive a aplicação da Lei de Snell-Descartes nos cristais de gelo (em inglês).

- Apresentação sobre Halos, no SlideShare, com informações muito simples e belas imagens (em inglês).

NOTA PESSOAL: Esse post não é um tratado sobre halos, mas eu sei que não está muito completo, pelo menos de acordo com minha opinião. Eu comecei a esboçar a aplicação da Lei de Snell-Descartes para os cristais de gelo, mas infelizmente demanda tempo e tive que interromper, para realizar outras atividades. Falta também falar sobre sundogs e arcos tangentes, por exemplo, que são fenômenos diretamente relacionados aos halos. Esse post será atualizado ao longo da semana. Sintam-se a vontade para contribuir com fotos e curiosidades, caso tenham alguma.

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[1] Essa imagem pode ser reproduzida aqui pois obedece aos parágrafos 107 e 108 da Lei de Copyright dos Estados Unidos da América. Veja aqui.

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Postado por Samantha Martins

Comentários

  1. escreveu:

    Falando em Halo...

    https://picasaweb.google.com/taluana/Halo

    Essas eu tirem em agosto de 2008 aqui da minha casa em São Paulo. 

    default user icon ‒ segunda, 25 julho 2011, 17:17 -03 # Link |

  2. Ewout ter Haar escreveu:

    Fiz esta foto em Peru no ano passado

    22° Halo

    Explicar estes fenômenos é bem difícil mesmo, se quiser fazer direito.  O Walter Lewin fez uma série de aulas muito legais sobre o arco-iris, veja http://mitworld.mit.edu/video/33 e http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-03-physics-iii-vibrat

    Ewout ter HaarEwout ter Haar ‒ segunda, 25 julho 2011, 19:16 -03 # Link |

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