Tähtitieteellinen yhdistys Ursa

16.11.2004 Jarmo Moilanen
Hyttysiä

Tuntuu piisaavan näin kesäkuun lopussa parinkin kesän tarpeiksi. Ulos ei juurikaan voi mennä ilman että saa akupunktiohoitodon. No, ei itketä sitä.

Allekirjoittaneen kiireet ovat taas olleet sitä luokkaa, että moni lupaamani asia jäi taas odottamaan seuraavaa Ursa Minoria. Modeeminikin sai siipeensä ukkosesta palattuani Saksasta ja sekin vähän siirsi hommia. Uskon kuitenkin saavani rästihommat tehtyä seuraavaan Ursa Minoriin, sillä palkkatyöni taukosi ainakin kesän ajaksi. Minua on tosin kysytty jo uudelleen töihin, mutta koetan venyttää sen alkamista mahdollisimman pitkälle syksyyn, jotta saisin tehtyä ne n+1 tekemätöntä hommaa, jotka ovat roikkuneet ilmassa viimeiset puolitoista vuotta. Niihin kuuluu mm. ihmisten lähettämien halokuvien palauttelu.

Ja näköjään myös toukokuun havainnot. Seuraavaan Ursa Minoriin taitaa tulla pitkä Sivuaurinko-palsta...

Terveisiä Bad Honnefista

Allekirjoittanut, Marko Pekkola, Marko Riikonen, Jukka Ruoskanen, Jari Piikki ja Pekka Parviainen edustimme Suomea 13. - 17.6. Saksassa Bad Honnefissa järjestetyssä 8. kansainvälisessä meteorologisen optiikan kokouksessa. Tähän aikaisemmin Light and Color -konferenssinakin tunnettuun kokoukseen otti osaa tutkijoita laskujeni mukaan 11 eri maasta ja ainakin 43 henkeä (Fig. 1).

[Missing photo]

Fig. 1: 8th international meeting on meteorological optics in Bad Honnef, Germany in 13-17. June 2004.
The official photograph of the meeting. Photograph send by Michael Vollmer.

Mukana oli paljon tuttuja. No, jos nyt ei ihan henkilökohtaisesti tuttuja niin edes kirjoitetuista artikkeleista tuttuja nimiä. Mainittakoon ainakin seuraavat henkilöt: Walter Tape, Robert Greenler, Günther Können, Claudia Hinz, Peter-Paul Hattinga Vershure, Les Cowley, Stanley Gedzelman, Kenneth Sassen, David Lynch, James Mallmann ja moni muu. Kaikkien kanssa ei tietenkään ehtinyt keskustella, mutta yleinen nimittäjä oli se, että paikalla olijoista lähes kaikki oli mukana harrastuksen, ei työn, vuoksi. Se selittää pitkälti näiden kokousten rennon luonteen, vaikka kokouspäivät olivat pikkaisen liian pitkiä.

Kokouksen järjestelyistä vastasi Michael Vollmer, joka saikin runsaasti kiitosta järjestelyistä ja erityisesti siitä, että ilmeisesti ensimmäistä kertaa kokoukseen osallistujien ei tarvinnut maksaa itseään kipeiksi. Majoitus vanhaan kartanomaiseen linnaan ja kolme ateriaa päivässä olivat ilmaiset ja matkakulujakin korvattiin kutsutuille puhujille. Tämän ylellisyyden takasi Wilhelm ja Else Heraeus - säätiö. Siksi kokouksen virallinen nimi olikin "327. WE-Heraeus-Seminar Atmospheric Optics" ja se järjestettiin Bad Honnefin fysiikkakeskuksessa. Kyseessä on yksityinen säätiö joka tukee tieteellistä tutkimusta ja koulutusta, erityisesti keskittyen fysiikkaa. Säätiön toiminnassa on jossain määrin mukana myös DPG eli "Deutsche Physikalische Gesellschaft".

Kokouspaikka oli Bad Honnef -niminen kaupunki Rein-joen varrella sen itärannalla. Se sijaitsee Bonnista noin 40 km etelään. Maisema muuttuu vähän ennen Bad Honnefia alangosta "vuoristoksi", tosin vuoriston-termi on vähän liioiteltua, mutta maasto on kovin mäkistä ja vehreää. Bad Honnefin kaupunki jää käytännössä Reinin ja luonnosuojelualueen väliseen laaksoon. Kaupungissa oli monta vanhaa 1700-luvulta peräisin olevaa rakennusta ja läheisten vuorten huipuilla ja muuallakin oli vanhoja raunioita ja vihreää. Vihreää oli joka puolella. Hieno kaupunki kerta kaikkiaan. Olisipa ollut enemmän aikaa tutustua itse paikkaan. No, sain minä käveltyä jalkani rakoille.

Itse kokous alkoi maanantaina. Maanantain iltapäivän ohjelmassa oli viimein halot. Allekirjoittanut sai kunnian aloittaa halo-osuuden ja pidin esitelmän aiheesta "Halo research in Finland". Tämä oli vähän pakkopulla, sillä aihe tyrkättiin minulle puoliväkisin järjestäjien taholta.

Riikonen puhui seuraavana Lowitzin kaarista. Esitelmä oli mainio, sillä Riikonen teki siitä ikimuistoisen. Kuvitelkaa tilanne, jossa esitelmöitsijä puhuu aiheesta suurelle arvovaltaiselle kuulijajoukolle alkuun ihan jouhevasti, sitten hän hiljenee ja istuu paikoilleen. Istuu paikoillaan rauhallisesti tovin sanomatta sanaakaan muutamaan minuuttiin. Nousee rauhallisesti ja jatkaa esitelmää niin kuin mitään ei olisi tapahtunut. Eikä Riikosen vastaus erääseen kysymykseen jättänyt myöskään ketään kylmäksi: "Maybe I am wrong!"...

John Hardwick Iso-Britanniasta piti esitelmän Whymperin ilmestyksen mahdollisesta selityksestä. Kyseessä on kuuluisa Matterhornin valloituksen jälkeen tapahtuneen onnettomuuden yhteyteen liitetyn ilmiöhavainnosta vuodelta 1865. Ilmiössä on näkynyt vasta-aurinkopisteen suunnalla kaari ja sen sisällä kolme ristiä... tai jotain sellaista. John onneksi oli lisännyt sanan spekulaatio esitelmän otsikkoon, sillä aika erikoista selitystä hän ilmiölle tarjosi. Simulointi pyramidipäisillä kiteillä, jotka ovat vaihtoehtoisessa Parry-asennossa on aika spekulointia niin kauan, kunnes todisteita kyseisen liiketilan olemassa olosta saadaan.

Pekkolan Marko aloitti maanantai iltapäivän esitelmät puhumalla Liljequistin sivuauringoista. Sen jälkeen minä kerroin Vaalan ja Juvan 44° sivuauringoista. Kuvien mittaaminen herätti kysymyksiä ja oli oikeastaan hyvä, että Walter Tape piti heti perään esitelmän "Measuring halo radii from photographs". Walt herätti lopussa kysymyksen montako hyvin mitattua halokuvaa on olemassa. Niitä ei Waltin esitelmän perusteella ole juuri lainkaan. Meidänkin vanhemmat mittaukset ovat kaikki aika epäluotettavia. Tärkeimmät näytelmät pitäisi mitata uudelleen jos joku vain jaksaisi.

Esitelmien järjestys muuttui hiukan alkuperäiseen ohjelmaan verrattuna. Kuitenkin Können puhui ihan ajallaan Titanissa kenties havaittavista haloista, joista pian saamme tietää lisää, kunhan Huygens-luotain viimein laskeutuu sinne ensi vuoden tammikuussa.

Tiistaina jatkui halo-ohjelma. Tosin esimerkiksi Sassenin Cirrus-pilvistä kertova esitys nyt ei hirveän paljoa haloihin enää liittynyt. Toki halonäytelmän näkyessä otetut LIDAR-luotaukset ovat mielenkiintoisia, puhumattakaan lentokoneeseen kiinnitetystä kidekuvauslaitteistosta.

Ken Severin esitteli hänen ja Waltin alustavia tuloksia ESEM-välineistöllä (Enviromental Scanning Electron Microscopy) kuvatuista Fairbanksin jääkiteistä. Kuvat ovat upeita, mutta Ken jaksoi muistuttaa siitä, ettei he välttämättä voi tietää onko kuvassa varmasti aito jääkide, joka on pudonnut taivaalta. Osa kiteistä oli kyllä varmasti jääkiteitä, mutta jotkin olivat kieltämättä aika erikoisen näköisiä. Lähes samaa asiaa käsitteli Lynch esitelmässään, jossa oli kuvattu LT-SEM-välineistöllä (Low Temperature Scanning Electron Microscope) lumitähtiä. Suurin ero menetelmissä oli se, että Kenin ja Waltin ESEM-kuvauksissa jääkiteitä ei tarvitse päällystää millään hyvin johtavalla aineella, kuten Lynchin esittelemässä tutkimuksessa. Platinalla päällystetyt lumitähdet ovat kieltämättä omia taideteoksiaan.

Claudia Hinz puhui Saksan havaintoverkostosta. Hän esitteli mm. heidän halojen tilastointijärjestelmän ja muutamia komeimpia havaintoja. Mukana oli myös meidän suomalaisten kovasti kyseenalaistamia 90° sivuaurinkohavaintoja. Saksalaisilla ei ole edelleenkään oikein vakuuttavaa aineistoa sen olemassa olon puolesta. Olin puheissa Claudian kanssa aiheesta ohimennen, mutta pitää palata asiaan. Heillä on muutama usean havaitsijan eri paikkakunnilla tekemä visuaalihavainto yleensä toispuoleisista 90° sivuauringoista. Kyllähän vastaavia visuaalihavaintoja 90° sivuauringoista samalta päivältä eri paikkakunnilta löytyy myös meillä, mutta kriittistä tarkastelua yksikään havainnot ei ole kestänyt.

Tilastoista saksalaiset ovat olleet vetämässä jonkinlaista yhteyttä haloaktiivisuuden ja ns. NAOn välillä (NAO = North Atlantic Oscilation). NAO on Pohjois-Atlantin sääjärjestelmään liitetty jaksottainen vaihtelu, jota en tässä käy sen tarkemmin selittämään. Kuitenkin saksalaisten tilastot käyvät haloaktiivisuuden suhteen aika hyvin yhteen meidän havaintojen kanssa.

En muista kenen kanssa asiasta tuli puhetta, mutta järkevä, verratailukelpoinen halotilastointi on loppujen lopuksi yllättävän hankala tehtävä. Saksalaisilla on kyllä mittavat tilastot, mutta voi kysyä miten hyvin se huomioi esimerkiksi havaitsijoiden aktiivisuuden vaihtelut, havaitsijoiden kokemustason tai vaikka sen, että virhetulkintoja tekee jokainen havaitsija joskus. Claudia esitteli myös jonkinlaisia harvinaisuuskertoimia, jotka tuntuivat olevan aika samansuuntaisia meidän kokemusten kanssa Suomen haloista.

Italialainen Paolo Candy esitteli kaksi harvinaista ilmiötä omassa esityksessään. Kukaan ei oikein tainnut pitää siitä, että hän "kastoi" kuvaamansa halon Candyn kaareksi ihan itse. Pekkola oli ainoa, joka toi esille sen seikan, ettei moinen nimeämisperuste oikein vastaa totuttuja nimeämistapoja. Mikä tämä Candyn kaari sitten oikein on. No, ei muuta kuin horisontinympäristön kaaren pätkä, jonka sijainti on mitattu huolimattomasti. Puhuin pitkään miehen kanssa illalla ja hän toivoakseni ymmärsi, että hänen pitää tuoda paljon paremmin perustellut selvityksen kyseisestä kaaresta nähtäville, jotta havaintoon voisi suhtautuva vakavasti.

Halojen osuus esitelmissä ei kuitenkaan loppunut tähän. Keskiviikkona Eva Seidenfaden puhui omasta Parselene verkkosivustaan, jossa on erilaisia ilmakehän ilmiöitä, myös haloja.

Samaa rataa jatkoi myös Les Cowley, joka puhui omasta nettisivustaan ja näytti esimerkkejä siitä, millaisia kuvia ihmiset eripuolilta maailmaa hänelle lähettävät. Lesin esitys päättyi Minnesotan halonäytelmän kuviin, jossa 46° renkaan sisäpuolella on molemmin puolin aivan selvät 44° sivuauringot! Näytelmän normaalit sivuauringot ovat palaneet puhki kuvissa!

Saksalaisen Susanne Kieslingin esitelmä koski luonnon optisten ilmiöiden opettamiseen tarkoitettua multimediasovellusta. Mukana oli myös halot. Ohjelma on saatavissa Claudia Hinzin eli Saksan havaintoverkon kautta.

Torstaina kollegani Peter-Paul Hattinga Verschure piti esitelmän nimeltä "From vertacon to orca: A reconstruction". Esitelmä oli oikeastaan aika mielenkiintoinen (mutta toisaalta tuttu) esitys havaitsemisesta ja sen tulkinnan vaikeudesta. Malliesimerkkinä oli Frank Nieuwenhuysin 15.6. 1973 havaitsema näytelmä, jossa oli ensimmäisen kerran todistettavasti sivuava-asentoisista pyramidipäisistä pylväskiteistä syntyneitä haloja. Vaikka esityksestä jäi vähän sellainen ikävä "kyllä me tiesimme" -tunnelma liittyen meidän suomalaisten julkaisemaan artikkeliin pyramidisivuavista, pidin esitelmää ihan asiallisena. Vähän liiankin selittelevänä, mutta asiallisena.

Ehkä itselleni kaikkein hyödyllisin haloesitelmä oli Waltin toinen esitelmä, joka pidettiin alkuperäisestä ohjelmasta irtirevittynä aivan kokouksen loppupuolella. Esitelmän nimi oli "Snell's Law in Pictures" ja perustuu siihen tosiasiaan, että Snellin laki voidaan esittää geometrisesti. Periaatteessa idean avulla voidaan hyvin yksinkertaisesti seurata säteen kulkua jääkiteessä monimutkaisienkin reittien kautta ilman laskemista! Sitä pitää kokeilla, että sen uskoo. Käytännössä homma nyt ei ihan noin helppoa ole, mutta sillä pystyy tutkimaan yksittäisen valoreitin synnyttämän halon teoreettista muotoa. Se antaa lisävalaistusta mm. siihen miksi jotkin halot katoavat kun aurinko nousee liian korkealle ja miksi jotkin halot näyttävät siltä miltä näyttävät.

Muuten kokouksessa oli kaikenlaista muuta sälää kuten fotonin reitti taivaalla ja useampia versioita taivaan väristä aina Greenlerin aina niin opettavaiseen demonstraatioon miksi taivas on valkoinen horisontin suunnassa. En nyt puutu muiden ilmiöiden esitelmiin, kun eivät kuulu jaoston aiheisiin. Jospa Piikin Jari kertoo niistä tarkemmin. Oma lisänsä kokouksen antiin tuli tietysti yhdessäolosta. Mutta eiköhän tässä ole jo tarpeeksi kuulumisia.
Kokouksen tiimoilta tullaan julkaisemaan erikoisnumero Applied Opticsissa joskus ensi vuoden puolella. Seuraava kokous pyritään järjestämään kolmen vuoden kuluttua Montanassa Yhdysvalloissa aivan Yellowstonen kansallispuiston naapurissa.

Alakovera Parry Suomessa

Historian havinaa oli ilmassa kesäkuussa. Kirjoitin Sivuaurinko-palstalla 2/2003 alemmista Parryn kaarista juttua:

"Alakovera on ehkä todennäköisemmin nähtävissä Suomessa. Se tulee kunnolla mukaan simulaatioihin auringon noustessa yli 35° korkeuden. Mutta ei 22° renkaan alapuolelle vaan sivuille. Alakovera Parry koskettaa koko ajan 22° sivuavia niiden kaukaisimmassa pisteessä auringosta katsottaessa eli "poskien" kohdalla. Kaari on muodoltaan vähän 46° allasivuavaa muistuttava, mutta koskettaa tosiaan 22° sivuavan lenkin etäisintä kohtaa alaviistossa.

Toisin sanoen, jos 22° sivuavien posket näkyy hyvin, etsi sitä sivuavaa kaarta. Simulaatioissa kaari kirkastuu koko ajan auringon noustessa ja kaaren samalla lähentyessä 22° rengasta yhdessä 22° sivuavien poskien kanssa. Auringon ollessa yli 45° korkeudella, alakovera kaaren kummatkin puoliskot viimein yhdistyy yhdeksi kaareksi. Kaaren alin piste on tällöin varsin matalalla horisontin suunnalla ja kaari on sieltä varsin leveä ja siten himmeä. Tilanne paranee merkittävästi vasta auringon noustua yli 50°, mikä Suomessa rajoittaa kovasti potentiaalista havaintoaikaa.

Lopuksi yhteenveto: Alakuperaa Parrya kannattaa etsiä auringon korkeuksilla 35-50°, jolloin se näkyy 22° renkaan alimman pisteen ja horisontin välissä.

Myös alakoveraa Parrya kannattaa alkaa etsiä auringon noustua yli 35° korkeuden. Alakoveraa Parrya ei kuitenkaan pidä etsiä 22° renkaan alta vaan 22° sivuavien kaarien poskien kohdalta. Koska auringon korkeuksilla alle 50° kyseinen kaari näkyy ehkä paremmin kohdassa jossa se koskettaa 22° sivuavaa kuin alimmassa pisteessään. Vasta auringon noustua yli 50° kaari alkaa olla kirkkain alhaalta, mutta silti se voi erottua parhaiten sivuavien kosketuskohtiensa seuduilta, esimerkiksi kosketuskohdasta kohti sivuaurinkoja kurottautuvana kaaren pätkänä."

Päätin juttuni kysymykseen: "Kuka valokuvaa Suomen ensimmäisen alemman Parryn?"

Reilu vuosi siihen meni, mutta nyt tiedämme kuka tai ketkä kuvasivat Suomen ensimmäisen alemman Parryn kaaren. 19.6. 2004 näkyi Turun suunnalla halonäytelmä, jota havaitsivat ja kuvasivat ainakin Ismo Luukkonen sekä veneilemässä olleet Mika Halsvaha ja Jani Myllymaa, joista jälkimmäinen otti kuvat (Fig. 2a-b).

Ismon kuvia en ole vielä nähnyt, mutta Janin kuvissa näkyy ainakin horisonttirengas, 22° rengas ja 22° sivuavat kaaret, jotka tekevät täyden lenkin (auringon korkeus kuvissa oli jotain 53° luokkaa) ja sivuauringot. Lisäksi eräissä ruuduissa erottuu yläkovera Parryn kaari, mutta millainen! Kuvaushetken auringon korkeudella tämä tuttu Parry tapaa sivuta jo 22° rengasta ja sivuavia, joten sitä ei voi nähdä sulkemassa tuttuun tapaansa 22° ylläsivuavan päällä olevaan koloa. Sitä vastoin se näkyy sivulla irtautuen 22° sivuavan kaaresta suorempaan sivulle! Aika harvoin raportoitu näky. Mieleeni muistuu Ruoskasen Jukan yksi vanha havaintopiirros vastaavasta ilmiöstä, mutta en jaksa muistaa onko siitä tapauksesta valokuvaa.

Alakovera Parry näkyy kuvissa samaan tapaan sivulla. Se irtautuu 22° sivuavien alaosan lenkistä sivuilta jotakuinkin kohti sivuaurinkoa. Kuvia hiukan käsitellessä kaaren väritys tulee selvästi esiin, joten virhetulkinnalle ei jää tilaa. Eräissä Janin kuvissa kaari näkyy myös 22° sivuavien alla, mutta ei kovin selvänä. Joten 2/2003 Sivuaurinko-palstalla esittämäni ennuste kaaren näkymisestä meni aika lailla nappiin.

Ensimmäiset viitteet alakoverasta Parrysta tuli Ismolta, joka epäili nähneensä alakoveran Parryn visuaalisesti, muttei ollut aivan varma: "Kello 15 tietämissä uusi maksimi, jossa mukana 22r, 22 sivuavat (lähes täydet), 46r, kirkkaat sivuauringot, täysi HR, 120 sivuauringot, pätkä värillistä Wegeneriä... sekä kaiken tämän lisäksi 22 allasivuavasta oikealle irtoava, sivuauringon ulkopuolelle suuntautuva värillinen kaarenpätkä. Kovasti kaarta ihmettelin ja selvittelyjen jälkeen ainoaksi järkeväksi selitykseksi sille jäi alakovera Parry (!!!???). Tämä on nyt kuitenkin toki pelkkään silmähavaintoon ja halo-oppaan simuihin perustuva arvio. Kuviakin otin, ja kunhan ne saan, niin ollaan viisaampia... jos se sittenkin oli harhanäky."

Ismon viestien jälkeen jaostonvetäjien sähköpostiin ilmestyi Mikan lähettämänä Janin klo 14.35 ottamia kuvia veneestä Airistolta, Turun edustalta. Viestissään Mika kyseli: "Lisäksi kuvassa näkyy himmeästi vielä ylhäältä 22 asteen renkaan päältä loivasti alas kulkeva juova. Eräässä toisessa kuvassa selkeämminkin (molemmin puolin aurinkoa). Mikä tämä sitten mahdollisesti olisi? Entä sitten tuo alhaalta ylöspäin suuntautuva juova, joka ikään kuin jatkaa tuota ulompaa kaarta noin 45 astetta ylöspäin. (näkyy varsinkin jos kuvaa muokkailee Photoshopilla), onko se halo ollenkaan vai satunnainen pilvi."

Ismo kertoi hiukan myöhemmin kuvat saatuaan, että kyllä se kaari näkyy myös hänen kuvissaan. Joka tapauksessa onnittelut kaikille havaitsijoille Suomen ensimmäisestä varmasta alakoverasta Parrysta!

Cygnuksella tavataan!

Halojaosto on taas Cygnuksella, vaikka meinasin jättää väliin. Se kun on taas siellä Suomen eteläreunalla eli muistaakseni Järvenpäässä. No, päätin kuitenkin osallistua (kunhan muistaisin vain ilmoittaa itseni sinne). Halojaoston ohjelma on lauantaina iltapäivällä, joten tervetuloa. Kokouksen aluksi pidetään 15 minuutin jaostokokous-osuus ja loppu sessiosta aion pitää yleisölle paremmin sopivan esitelmän haloista. Voi tosin olla, että pidän yleisöesitelmän ensin ja sitten lopuksi jaostokokouksen, jos aikaa jää.

Päivitys halosimulaatio-ohjelmaan

Les Cowleyn ja Michael Schroederin HaloSim-ohjelmasta on saatavilla uusi versio numeroltaan 3.6. Nyt ohjelma viimein huomioi auringon kiekon. Tämän pitäisi tehdä simulaatioista hieman aidomman näköisiä, sillä ohjelman aikaisemmat simuloimat halot ovat pistemäisen valolähteen vuoksi olleet aivan liian teräviä.

Koko ohjelma löytyy netistä osoitteella www.sundog.clara.co.uk/halo/downld.htm ja jos ohjelman vanhempi versio löytyy koneelta, päivityspaketti löytyy osoitteesta: www.sundog.clara.co.uk/halo/upgrade.htm.

Kesätaukoa

Muuten tässä on pitempi tauko Ursa Minorin suhteen, joten havainnot kesä-, heinä- ja elokuulta minulle sitten syyskuun alussa. Näillä näkymin olen vetäjänä Cygnuksen jälkeenkin, mutta vetäjän vaihdos voisi olla paikallaan vuoden lopulla jos ei aikaisemminkin. Hyvää alkanutta kesää ja älkää unohtako korkean auringon näytelmiä!

Jarmo Moilanen

English summary

Hello friends!

There was a really nice meeting in Bad Honnef in Germany 13-17 June 2004. It was 8th international meeting on meteorological optics. This was the first time this meeting was held in Europe. It seems that in future there will be other meetings in Europe. Well, at least it was cheap trip for most invited speakers thank you Michael Vollmer and Wilhelm and Else Heraeus - foundation!

There was a great display in 19 June 2004 in Turku region. What makes this display a historical display is the fact, the there was for the first time in Finland a lower suncave Parry arc. It was observed and photographed by three observers. Namely Jani Myllymaa, Mika Halsvaha and Ismo Luukkonen.