Аномальные холода, накрывшие европейскую часть страны в последние дни января, стали испытанием для коммунальных служб — но заодно и подарком любителям редких природных явлений.

Алексей Даничев/РИА Новости

В ночь на 31 января москвичи и жители Подмосковья наблюдали в небе сразу три луны, а синоптики обещали, что в выходные при ясной погоде можно будет увидеть «ложное солнце» и зимнюю радугу.

Откуда берутся эти оптические чудеса, почему они так тесно связаны с морозами и что думали о них наши предки?

Когда небо множит светила

Социальные сети заполнились фотографиями необычного зрелища: над столицей и областью одновременно сияли три лунных диска — один яркий, центральный, и два более бледных по бокам. Специалисты объяснили увиденное явлением под названием парселена, или «ложная луна».

Суть его в том, что лунный свет преломляется в плоских шестиугольных кристаллах льда, парящих высоко в атмосфере. Каждый такой кристалл работает как миниатюрная призма, и когда их миллионы и они ориентированы определённым образом, возникает иллюзия нескольких светил.

Впрочем, синоптики предупреждают, что часть снимков с «тройной луной», разошедшихся по интернету, на самом деле — результат фотографирования через стеклопакеты. Когда яркий объект снимают через двойное или тройное остекление, свет переотражается между слоями стекла, создавая дубликаты изображения.

Настоящую парселену отличить просто: при ней «двойники» располагаются строго по бокам от луны на расстоянии примерно 22 градусов, а не накладываются друг на друга.

Парселена — явление редкое, куда более редкое, чем её дневной аналог. Для её возникновения луна должна быть яркой, а значит — полной или почти полной. При этом атмосфера должна быть насыщена ледяными кристаллами правильной формы.

Если все условия совпадают, ложные луны могут даже приобретать слабую окраску: ближняя к настоящему спутнику сторона отливает красноватым, дальняя — синеватым. Правда, заметить эти оттенки глазом непросто — яркости «двойников» едва хватает, чтобы возбудить цветочувствительные клетки сетчатки нашего глаза.

Дневной эквивалент этого явления — паргелий, или «ложное солнце», — возникает при ясной и морозной погоде, которая создаёт идеальные условия для наблюдения. Лучшее время — утренние часы, около восхода, когда светило находится низко над горизонтом.

Тогда по бокам от солнца могут зажечься два ярких радужных пятна, а само небесное тело словно обзаведётся «ушами» — так в народе издавна называли этот эффект.

Физика ледяных призм

Все эти чудеса — парселена, паргелий, зимняя радуга, световые столбы — относятся к обширному семейству атмосферных оптических явлений под общим названием гало. Принцип их возникновения един и удивительно прост: солнечный или лунный свет взаимодействует с крошечными кристаллами льда, которые формируются в атмосфере.

Эти кристаллы рождаются в перистых и перисто-слоистых облаках на высоте от 5 до 10 километров, где температура всегда отрицательная. Замерзая, капельки воды превращаются в шестигранные призмы или плоские пластинки — молекулы воды выстраиваются группами по шесть, поэтому ледяные кристаллы почти всегда имеют гексагональную симметрию.

Падая сквозь атмосферу, они испытывают сопротивление воздуха и стремятся занять определённое положение — обычно горизонтальное. Чем крупнее кристалл и чем спокойнее воздух, тем более упорядоченным становится их расположение.

Когда луч света проходит сквозь такой кристалл, он преломляется — точно так же, как в стеклянной призме. Угол преломления зависит от геометрии кристалла. Для шестигранных призм характерный угол составляет 22 градуса — именно поэтому самый распространённый вид гало образует кольцо радиусом 22 градуса вокруг светила.

Реже можно увидеть кольцо в 46 градусов, а совсем редко — в 90 градусов, так называемое гало Гевелия.

При преломлении белый свет разлагается на составляющие цвета спектра — происходит дисперсия. Однако, в отличие от радуги, которая демонстрирует все семь цветов, гало обычно окрашено довольно слабо.

Внутренний край круга отливает красным, внешний — оранжевым или желтоватым, а остальная часть выглядит белой из-за многократного смешения преломлённых лучей. Полноцветное гало — большая редкость.

Для возникновения этих явлений необходимо сочетание трёх факторов: ясное небо, низкая температура и высокая влажность воздуха. Казалось бы, мороз и влажность — вещи несовместимые, но это не так. Влага может поступать из незамёрзших водоёмов, подниматься с поверхности снега или приноситься воздушными массами.

При резком похолодании она мгновенно кристаллизуется, насыщая атмосферу мириадами ледяных частиц. Именно поэтому гало чаще наблюдается при переходе от одного типа погоды к другому — оно нередко предшествует снегопадам или ещё более сильным морозам.

В сильный мороз кристаллы могут формироваться не только высоко в облаках, но и у самой земли. Тогда возникает явление, поэтично названное «алмазной пылью»: воздух наполняется блестящими переливающимися на солнце частицами, и если светило стоит низко, нижняя часть гало оказывается видна на фоне заснеженного пейзажа.

Такую картину особенно часто наблюдают в Антарктиде и на Крайнем Севере России — на Ямале, Таймыре, в Якутии.

Небесные мечи и предзнаменования

Сегодня мы понимаем природу этих явлений, но для наших предков они были загадкой и знамением. Несколько солнц или лун на небе вызывали священный трепет, а порой — настоящий ужас.

Самое знаменитое упоминание паргелия в русской литературе — «Слово о полку Игореве». Перед роковой битвой князя с половцами «четыре солнца засияли над русской землёй», а затем «чёрные тучи с моря идут, хотят прикрыть четыре солнца… Быть грому великому».

Четыре солнца символизировали четырёх князей-участников похода: Игоря, Всеволода, Владимира Игоревича и Олега. Зловещее знамение сбылось — войско потерпело поражение, а сам Игорь попал в плен.

Впрочем, исследователи расходятся во мнениях, идёт ли в тексте речь именно о паргелии или о солнечном затмении, которое действительно произошло 1 мая 1185 года. Так или иначе, небесные знамения играют в «Слове» ключевую роль — сама природа предостерегает князя от неразумного решения, но он пренебрегает её предупреждениями.

В Европе паргелий тоже не раз влиял на ход истории. В 1551 году, во время осады Магдебурга войсками императора Карла V, над городом вдруг появились ложные солнца. Осаждавшие восприняли это как небесное заступничество за осаждённых и сняли осаду.

Шекспир описывает паргелий в «Генрихе VI», связывая его с битвой при Мортимерс-Кросс во время Войны Алой и Белой розы. Три солнца на небе испугали солдат, но будущий король Эдуард IV убедил их, что это олицетворение Святой Троицы и знак божьей милости.

Народные приметы относились к гало двойственно. С одной стороны, зимнюю радугу вокруг солнца считали предвестником морозов и метелей — и в этом есть научный смысл, ведь гало часто возникает перед приходом атмосферных фронтов.

С другой — увидеть редкое явление считалось удачей. Русские приметы гласили: кольцо вокруг луны — к ветру и ненастью, ложные солнца зимой — к сохранению морозной погоды. Чуваши верили, что появление светлых кругов и пятен предвещает похолодание.

Световые столбы — вертикальные полосы света, тянущиеся от солнца на восходе или закате, — наши предки принимали за огненные мечи ангелов. Когда столб пересекался с кольцом гало, возникала фигура, напоминающая крест, что воспринималось как знак свыше.

Охота за зимней красотой

Современные жители мегаполисов редко поднимают глаза к небу, а если и поднимают — их взгляду мешает световое загрязнение и смог. Между тем наблюдение атмосферных оптических явлений не требует никакого оборудования и доступно каждому. Нужно лишь знать, когда и где смотреть.

Гало и паргелии наиболее вероятны в морозную ясную погоду при низком положении солнца — на восходе или закате. Столичный регион в ближайшие дни как раз ждут такие условия: температура, по прогнозам Гидрометцентра, опустится на 7–17 градусов ниже нормы.

В Москве и области минимальные значения достигнут 22–27 градусов мороза, в Нижегородской области — до минус 28–31, а в Волгоградской — до минус 25–26. Такие холода — редкость для этих широт и отличный шанс увидеть «ушастое солнце».

Тем, кто хочет гарантированно наблюдать эти явления, стоит отправиться на север. На Ямале, в Якутии, на Таймыре гало и паргелии — частые гости. В Салехарде, единственном городе мира, расположенном прямо на полярном круге, ложные солнца появляются регулярно. В селе Находка Тазовского района, по словам местной администрации, паргелий можно видеть особенно часто.

На Кольском полуострове — в окрестностях Мурманска, в Териберке, в Хибинах — к оптическим чудесам прилагается ещё и северное сияние, которое в этом сезоне обещает быть особенно ярким: солнечная активность приближается к пику 25-го цикла.

Нынешняя волна холодов, пусть и некомфортная для повседневной жизни, даёт уникальную возможность прикоснуться к тому, что веками вызывало у людей восхищение и благоговейный страх. И пока столбик термометра упрямо ползёт вниз, небо готовит для нас новые подарки — нужно лишь не полениться поднять голову.