太陽の輪と虹は別の現象
薄い雲が広がる日に、太陽の周りに白っぽい大きな輪が見えることがあります。虹に似ていても、輪を生み出す粒子と光の進み方は異なります。
薄い雲の向こうに太陽の周りを囲む光の輪が見えるとき、ハロと呼ばれる現象の可能性があります。虹と違い、太陽の方向を中心とした輪に見えることが特徴です。太陽そのものを直視するのは危険なので、写真や日陰を利用した安全な観察方法を選びましょう。
ハロには、上空の巻層雲などに含まれる氷の結晶で光が屈折する現象があります。空の粒が液体の雨滴なのか固体の氷晶なのかによって、光の通り方が変わります。『空に色の輪ができたから虹』と呼ぶ前に、輪の中心が太陽に近いか反対側にあるかを確認します。
氷晶で起こる屈折
一般的な22度ハロは、上空の薄い雲に含まれる六角柱状の氷晶を光が通過するときの屈折でできます。光が特定の方向へ集まるため、太陽や月を中心とした輪として見えます。
代表的な二十二度ハロは、太陽からおおよそ二十二度離れた位置に輪が見える現象です。氷晶の形状と屈折の条件から、特定の方向に光が集まりやすくなります。数字を覚える前に、どこから二十二度を測るのかを図にしてみると意味が分かります。
同じハロでも色が淡かったり白っぽかったりすることがあります。氷晶の向きや形、大気中の粒の分布が異なるためです。写真の色だけでハロの種類を判断すると、太陽の周りの別の光学現象と混同することがあります。位置と形を合わせて考えましょう。
ハロを作るのは上空の巻層雲などに含まれる六角柱状の氷晶です。太陽の光が氷晶を通るとき屈折し、特定の角度に光が集まって見えることがあります。水滴の内側で反射することが重要な虹とは、粒子の種類と光の経路が違います。虹は一般に太陽を背にした方向、ハロは太陽や月の周りに見えます。
虹とハロの光の通り道
虹は水滴内部での反射と屈折が重要ですが、ハロは氷晶の形と向きが重要です。どちらも光の屈折が関係する一方で、同じ水滴が作っていると説明するのは誤りです。
22度ハロの「22度」は空に描かれた輪の直径ではなく、中心から輪までの角距離です。満月の見かけの直径がおよそ0.5度なので、輪は月の直径の約44倍の角半径に相当します。ただし月の見かけの大きさをものさしにする比較です。
輪の大きさ・予報・観察上の注意
太陽のハロを観察するときは直視を避け、建物の陰から周囲の空だけを確かめます。月の周りの輪なら肉眼でも比較的観察しやすいですが、薄雲や大気の状態で輪の明るさは変わります。
ハロが出た翌日に必ず雨になるという予報則はありません。上空の氷晶を含む雲が現れた情報にはなりますが、前線の進み方や湿り気次第で地上の雨は変わります。
巻層雲が広がるとハロが見えることがありますが、ハロの出現が必ず翌日の雨を保証するわけではありません。天気が変わる前触れとして使われる言い伝えは、観察のきっかけにはなります。予報を確かめるには、前線や雲の広がりなどの公式な気象情報も必要です。
『ハロが見えたら明日は必ず雨』とは言い切れません。ただし上空に薄い雲が広がり、天気が変化する前触れとして紹介されることがあります。観察するときは輪の有無だけでなく、雲の動きや気象庁の予報も合わせて確かめましょう。
月の周りに見えるハロなら、太陽の強い光を直接見る必要がないので形を比べやすい場合があります。とはいえ月が明るい夜に外を歩く際には、空を見上げたまま道路へ出ないことが大切です。同じ22度ハロでも輪の一部分だけが見えたり、淡い色が付いたりします。輪が不完全なことを直ちに別の現象だと決めつけず、雲の厚さや明るさも確認しましょう。
巻層雲と氷晶の関係
太陽や月の周囲にできる一般的な22度ハロは、巻層雲など上空の薄い雲に含まれる氷晶が光を曲げることで現れます。輪は太陽から約22度離れた方向に見えるもので、直径が22度という意味ではありません。水滴を主役とする虹と比べると、光を曲げる粒子も見える位置も違います。ただし巻層雲が広がったからといって翌日に必ず雨が降るとは限りません。
太陽と反対側に見える虹と、太陽を中心として見えるハロを一枚の図に描いてみましょう。どちらも光が曲がる現象ですが、粒子の状態と観測方向が異なります。この比較は『似た形は同じ原因』という早合点を防ぐ練習になります。実際の太陽を直視する必要はありません。
淡い白色の輪もある
ハロの観察時に空へカメラを向ける場合、眩しさのため足元の危険を見逃さないようにします。観測は安全な場所から短時間で行い、カメラの露出調整や加工で現れた輪を自然現象と誤認しないよう注意します。既存の気象写真でも光の位置関係は十分に学べます。
氷晶は六角柱などの形を持つことがあり、そこを光が通ると屈折します。水滴中の反射を中心に説明する主虹とは、物質の状態も光学的な過程も同一ではありません。どちらの現象でも、見た目を暗記するより粒子の形と光の道筋を考える方が理解につながります。
ハロを見つけたら、まず空のどこに輪があるかを記録し、虹との違いを文章にします。次に氷晶が作る屈折という説明を資料で確認してください。『天気が崩れるらしい』という予想と、『輪を見た』という観察を別の欄へ書くと、事実と推測を混同せずに済みます。
太陽を直視せずハロを観察する
22度ハロを観察するときは、最初に安全を確かめます。太陽を直接見続けて輪を探すことは避け、建物やひさしなどで太陽の中心を遮って周囲の空を見る方法があります。サングラスやカメラを使えば太陽を直視してよいということではありません。眩しさで歩行中に足元の危険を見逃さないよう、立ち止まって観察しましょう。
代表的な22度ハロは、太陽から空の上で約22度離れた場所に輪の形で見えます。月の見かけの直径は約0.5度なので、輪の半径は月の見かけの直径の約44個分に相当します。ここで比べているのは空に見える角度で、実際の雲までの距離や輪の長さではありません。
