Gökkuşağı ve haleler insanın binlerce yıldır hayranlık duyduğu estetik özellikler. Ayrıca Dünya ve diğer gezegenlerin atmosferindeki damlaların ve katı parçacıkların fiziksel özelliklerine dair yararlı bilgiler sunarlar. Atmosferik optik yüzyıllık bir alan olmasına rağmen bu olayların anlaşılmasına dair önemli ilerlemeler son 40 yılda kaydedildi. Gezegensel keşiflerin gelişmesiyle birlikte Dünya dışındaki gezegenlerin atmosferindeki gökkuşağı ve hale gözlemlerinin sayısı artıyor.
Hale veya ayla nedir?
Atmosferde düzenli şekilli, yeterli büyüklükte şeffaf parçacıklar varsa ve bunlar Güneş ışığıyla aydınlatılıyorsa gökyüzünün belirli yerlerinde renkli yapılar görülür. Bu yapılar arasında en iyi bilineni Güneş'in aydınlattığı yağmur damlalarıyla ortaya çıkan 42° yarıçaplı renkli dairesel bir segment olan gökkuşağıdır. Neredeyse kişiye özel görünür ve kişinin gölge noktasında (anti-güneş noktası) ortalanır. Neredeyse aynı düzeyde iyi bilinen optik olay Ay kırınım koronası adını taşıyor: Ay'ı çevreleyen birkaç derece genişliğinde kırmızımsı bir dairedir.
Üçüncü olaysa halo, hale veya ayladır ve gökkuşağından daha az bilinmesine rağmen aslında ondan daha yaygındır. Güneş'in buz kristallerini aydınlatmasıyla ortaya çıkıyor ve daima gökyüzünün Güneş tarafında görülüyor. Her optik olay kendisini oluşturan parçacıklar hakkında özel bilgiler taşır. Bunlar bazen diğer kaynaklardan elde etmesi zor bilgiler olur. Ayla veya hale gibi optik olaylar öngörülemeyen zamanlarda ortaya çıkıyor. Yalnızca bir haleye bakarak buz kristalinin arayüzey açısını, kırılma indisi ve kimyasal bileşimini ortaya çıkarabilirsiniz.
Nasıl oluşuyor?
Halenin oluşması için buz kristali gerekli. Bu kristal Dünya'da genelde yüksek sirüs bulutlarından serbestçe düşer. Güneş ışığı veya Ay ışığı bu buz kristallerine çarptığında genelde beyaz bir hale biçiminde yansıma olur. Ancak ışık ışınları kristallere belirli bir açıyla çarparsa ışığın yalnız bir kısmı kırılabilir. Bu durumlarda soluk renkli bir hale oluşuyor.
Buz kristallerinin çoğu altıgendir ve böyle bir kristalin en yaygın kırılma açısı yaklaşık 22°'dir. En sık görülen hale türü ve "22° Hale" adını taşıyor. Farklı yapıya sahip olan veya Güneş'e farklı açıda olan kristaller değişen boyutta haleler doğuruyor. 9° kadar küçük açıyla oluşan haleler var ve 46° kadar büyük olanlarsa görece yaygındır. Bazen halenin yalnız bir bölümü oluşur ve yay gibi görünür.
Geçmişte meteorolojinin gelişmesinden önce hale veya ayla gibi atmosferik olaylar hava varsayımında kullanılıyordu. Tamamen yanlış da değildir: Halenin oluşması için gerekli olan buz kristallerini içeren yüksek sirüs bulutu genelde yaklaşan bir ön sisteme işaret eder. Ancak cephe çoğu durumda aktif olmaz ya da yön değiştirir ve dolayısıyla beklenen yağmur yağmaz.