冰 - 类似物光晕

moon halo image

在这卷云一个美丽的方式是体现自己通过光晕 - 淡淡的圆,弧和白色或浅色的阳光或月光斑点当看到过薄冰云眼前一亮。卷云是近这些显示器中产生,因为它们通过穿过冰晶的光线折射光的唯一来源。一个整体各种形状可以观察到,与名称范围从平淡无奇到令人回味:22度卤素,弧circumzenithal,sundogs,太阳柱和招架弧。这具体体现在新的冰河类似物确实像实际的冰在2002年9月提供的 - 我们设法生产使用晶体现实晕显示器。而实验室模拟晕之前已经尝试,所用的材料没有要么正确的形状 - 十六进制 - ADH或折射率的错误的价值观。在赫特福德郡有大学的冰(1.31)正确的折射率以及六角对称有开发的冰晶模拟。

Example of Halo

我们使用 类似物冰晶 生长在玻璃和白色光的平行光束照射它们 - 为了模拟日光。然后,我们通过允许晶体散射的光落到屏幕,并采取了照片 - 见图象。结果是光的具有内半径对应于22°,就像真正卤素的角度的圆。还令人感兴趣的是注意到显示的轻微着色:而外一个略带蓝色的圆的内边缘是微红。 ESTA效应是由于分散体 - 类似物的折射率是,象冰,对蓝色光使其通过更大的角度被折射稍大。

Graphic

所使用的冰类似物样品产生晕主要包含大六角柱状晶体 - 如可在右边,其示出了当前样本以用于产生在此显示器在扫描电子显微镜(SEM)图像上可以看到页面。由于样品具有相当“浓缩”,使卤代显示强烈,一些连接在一起。成为结晶成聚集体或莲座。

Example of smooth halo

卷云晕是散射这么多结晶的结果 - 从字面上数十亿美元 - 这相当流畅显示器是可见的。任何不均匀性是由于在云中形成不均匀的。相比之下,我们的模拟光晕仅几百晶体生产。其结果是光从单晶未来的点可以看出克利,像上面在图像中。然而,通过旋转可以平均掉这些斑点并获得平滑的显示晶体的样品,更好类似大气卤素 - 见右边。

parry arc image

稀有招架弧,一般出现在22°卤代以上,被认为是由圆柱状的冰晶在很少发现的取向产生:不仅水平对齐,但与一对小面的水平太(将晶体双取向)。虽然对ESTA空气动力学方向没有满意的解释,这是毫无疑问,可能产生的取向,招架弧。在我们的示范(左上图),几百列在玻璃上的样品被倾斜对于光的,以模拟日光从倾斜方向来的照明光束。因为有晶体的大比例平行于玻璃面他们作为SEM图像显示,他们将有需要的“招架方向”。然而,有许多晶体也具有他们唯一的长轴平行于玻璃(列被单取向) - 这些产生所谓的反正切上,下一个是哪个图像中的两个圆弧。为了进行比较,我们显示了使用halosim程序(右上图)显示ESTA的仿真计算。演示了如何从22°演变挡开电弧晕我们包括一个动画示出了当样品晶体被至多倾斜逐渐70°(或太阳移动向下从天顶至20°的仰角),会发生什么: MPEG视频动画.