В связи с облаками в атмосфере наблюдаются различные световые (оптические) явления. Практического значения они не имеют, но дают некоторые сведения о характере облаков, с которыми они связаны. Эти явления обусловлены отражением, преломлением и дифракцией света в капельках и кристалликах облаков.
В ледяных облаках верхнего яруса, особенно в перисто-слоистых, возникают явления гало. Так называются прежде всего светлые круги радиусом 22 или 46 угловых градусов с центром в центре солнечного или лунного диска. Они слабо окрашены в радужные цвета (красный внутри). Кроме этих основных форм гало, наблюдаются ложные солнца, т. е. слегка окрашенные светлые пятна на одном уровне с солнцем и на том же угловом расстоянии от него (22 или 46°). К основным кругам присоединяются иногда различные касательные к ним дуги. Наблюдаются еще неокрашенные вертикальные столбы, проходящие через солнечный диск, т. е. как бы продолжающие его вверх и вниз, а также неокрашенный горизонтальный круг на одном уровне с солнцем.
Окрашенные гало объясняются преломлением света в шестигранных призматических кристаллах ледяных облаков, неокрашенные (бесцветные) формы — отражением света от граней кристаллов.
Разнообразие форм гало зависит отчасти от высоты солнца и в особенности от типов кристаллов, их движения и от ориентации их осей в пространстве.
Гало в 22° обусловлено преломлением света боковыми гранями кристаллов. Лучи света входят в одну из боковых граней и выходят из другой — не смежной, а образующей с первой угол 60°. Минимальное отклонение лучей от первоначального направления при этом будет, как показывают расчеты, около 22° (для красных лучей немного меньше, для фиолетовых немного больше). Лучи наименее отклоненные будут обладать максимальной интенсивностью. Таким образом, вокруг диска светила возникнет светлый круг радиусом около 22° с некоторым спектральным расчленением окраски.
Так будет при беспорядочной ориентации главных осей кристаллов во всех направлениях. Если же, например, главные оси будут преимущественно вертикальными, то вместо светлого круга возникнут два светлых пятна — ложные солнца — по обе стороны от солнечного диска, также на расстоянии 22°.
Гало в 46° (и ложные солнца в 46°) аналогичным образом обусловлены преломлением света между боковыми гранями и основаниями призм, т. е. с преломляющим углом 90°. Угол минимального отклонения будет при этом около 46°.
Горизонтальный круг объясняется отражением света боковыми гранями вертикально расположенных кристаллов. Солнечный столб объясняется отражением света от кристаллов, расположенных по преимуществу горизонтально. На объяснении других форм гало мы останавливаться не будем.
