Faszinierende Haloerscheinungen: Welche gibt es und wie entstehen sie?

Das Wort "Halo" stammt aus dem Griechischen (halos) und heißt soviel wie Scheibe. Es bezeichnet eine Gruppe optischer Erscheinungen von Ringen, Bögen, Flecken oder Säulen, die durch Spiegelung (Reflexion) und Brechung (Refraktion) von Licht an der in der Luft schwebenden Eiskristallen entstehen. Doch welche Erscheinung an welcher Stelle des Himmels auftritt, hängt ab von der Größe und Orientierung sowie vom Winkel, unter dem das Sonnenlicht auf die Kristalle trifft.

Wie entstehen Halos?

In einem früheren Artikel habe ich über die Faszination Regenbogen geschrieben. Haloerscheinungen sind dagegen meist weniger bekannt, aber oft genauso faszinierend. Durch die Ähnlichkeit mit einem Regenbogen werden diese gerne verwechselt. Ein Regenbogen zeigt sich allerdings, wenn die Sonne scheint und es gleichzeitig regnet. Anders als der Regenbogen, der gegenüber der Sonne erscheint, treten Haloerscheinungen überwiegend in der Himmelsrichtung, in der auch die Sonne als Lichtquelle am Himmel steht, auf.

Halos entstehen häufig an Eiskristallen, wie sie in Cirrus- oder Cirrusstratuswolken in einer Höhe von 8-12 Kilometern vorkommen. Diese Wolken sind meist sehr zart und ein milchiger und dünner Schleier aus Eiskristallen zieht über den Himmel. Dabei können Halos das ganze Jahr über beobachtet werden, denn in den Höhen, in denen Cirren vorkommen, ist es immer sehr kalt. Zusätzlich können Halos aber auch bei Eisnebel entstehen.

Auch um den Mond oder sogar im Licht von Straßenlaternen entstehen Halos, die viel schwächer als die Ringe um die Sonne sind und nur weiß erscheinen. Das liegt daran, dass das menschliche Auge bei geringer Lichtintensität kaum in der Lage ist, Farben wahrzunehmen und somit zu unterscheiden.

Derzeit sind über 50 verschiedene Arten von Halos bekannt. Einzelne Haloarten sind bisher immer noch ungeklärt, weil sie nur selten beobachtet werden. Halos können sich in unterschiedlichen Radien und Häufigkeiten ringförmig um die Sonne anordnen, als Nebensonnen punktförmig auftreten oder als Lichtsäulen linienförmig durch die Sonne hindurch reichen.

Sie alle entstehen durch Brechung oder Spiegelung des Sonnenlichts an Eiskristallen. Diese müssen eine bestimmte Form haben, entweder als sechseckiges Plättchen oder kleine sechseckige Säule. Dann wird das Sonnenlicht beim Eindringen in solche Eiskristalle gebrochen, im Inneren reflektiert und beim Austritt ein weiteres Mal gebrochen. Dadurch wird das Licht wie beim Regenbogen in seine Spektralfarben zerlegt.

Die bekanntesten Haloerscheinungen

Der 22°-Ring (Foto oben) ist von der Sonnenhöhe abhängig und die häufigste Halo-Art. Sein Lichtring formiert sich mit einem Radius von 22° um die Sonne. Die zufällig angeordneten Eiskristalle bestehen aus hexagonalen Prismen, die das Sonnenlicht wie in einem Prisma von 60° meist in alle möglichen Richtungen brechen.

Bekannt sind auch die Nebensonnen, die als helle Lichtflecken rechts und links der Sonne erscheinen können. Ihr Abstand zur tief stehenden Sonne beträgt 22°. Sobald die Sonne höher steht, liegen die Nebensonnen weiter entfernt. Der Zirkumzenitalbogen ähnelt aufgrund der intensiven Farbenpracht manchmal dem Regenbogen. Er bildet sich um den höchsten Punkt des Himmels, den Zenit. Dabei ist nicht der gesamte Kreis zu sehen, sondern nur ein Viertel bis maximal die Hälfte des Kreises als farbiger Bogen. Er wird durch horizontal schwebende Eisplättchen erzeugt.

Zusätzlich zum 22°-Ring ist ab und zu der 46°-Ring zu erkennen. Der Lichtkreis hat einen Radius von 46°, in dessen Mittelpunkt die Sonne steht. Diese Halo-Art entsteht an willkürlich angeordneten Säulenkristallen.

Lichtsäulen erstrecken sich senkrecht in den Himmel. Die Sonne ist dabei schon unter den Horizont gesunken und beleuchtet hoch in der Atmosphäre die schwebenden Eiskristalle von unten. Lichtsäulen nehmen die Farbe der Lichtquelle an, deshalb leuchten sie bei roten Dämmerungsfarben rötlich.

Das ist nur eine kleine Auswahl der bekanntesten Haloerscheinungen. Voraussagen lassen sie sich teilweise, da man die atmosphärischen Bedingungen für ihr Auftreten bei hohen, dünnen Cirruswolken (Schleierwolken) kennt. Insofern helfen Vorhersagekarten über die zu erwartende hohe Bewölkung im Zusammenhang mit der Gesamtbedeckung des Himmels. Allerdings lässt sich nicht genau sagen, welche Art von Halo genau zu erwarten ist.