Kehät
Kuvat: Jari Luomanen (vasen, keski) ja Jari Piikki (oikea)
Ulkonäkö ja esiintyminen
Kehät ovat Auringon tai Kuun ympärillä näkyviä pyöreitä valkeita tai kellertäviä valokiekkoja, joilla on punertava ulkoreunus. Vaalea sisäosa on nimeltään aureola.
Joskus punertavan reunuksen ulkopuolella värikkäämpiä vyöhykkeitä, joissa näkyy sisäreunasta lukien värejä sinisestä vihreän ja keltaisen kautta punaiseen. Vyöhykkeitä upeimmillaan nähty jopa viisi kappaletta. Tällöin puhutaan kaksin- tai moninkertaisesta kehästä.
Muodoltaan kehä on yleensä pyöreä. Kehän reunus on tavallisesti hiukan epäterävä. Repaleisessa pilvikerroksessa kehä voi olla hiukan hajanainen. Kehä on melko pieni, halkaisijaltaan parin kolmen Auringon/Kuun kiekon läpimittaisesta (1 - 1,5°) jopa pariinkymmeneen Auringon/Kuun läpimittaan (10°).
Kehiä esiintyy kaikkina vuodenaikoina, aina kun sopiva kehän muodostama valolähde on näkyvissä. Tyypillisesti taivaalla on tasaisia läpikuultavia pilviä (esimerkiksi ylä- tai keskipilviä). Kerrospilvet (altocumulus ja cirrocumulus) ovat parhaimpia kehien synnyttäjiä. Kehä voi näkyä myös ohuessa sumussa.
Kehiä esiintyy yhtä lailla Auringolla kuin Kuullakin. Auringon kehien havaitseminen on hankalaa, koska kehä esiintyy hyvin lähellä häikäisevää Aurinkoa. Kuun kehien näkeminen on helpompaa, koska Kuu ei häikäise yhtä paljon kuin Aurinko.
Erikoistapauksia
Matalalla horisontissa oleva kehä voi olla lähes täysin punainen sisäosan aureolaa myöten.
Ylempien pilvien ohessa kehiä voi näkyä myös lähellä maanpintaa olevassa ohuessa sumussa. Keväällä kehiä voi näkyä näennäisesti selkeällä taivaalla. Tällöin aiheuttajana on luultavammin siitepöly. Siitepölykehät saattavat olla muodoltaan pystysoikeita.
Kehiä voi näkyä Auringon ja Kuun lisäksi myös kirkkaimmilla planeetoilla ja tähdillä. Näiden huomaaminen voi olla tavallisia kehiä vaikeampaa. Myös lamppujen ympärillä voi näkyä kehiä, jos lähellä havaitsijaa on ohutta sumua.
Lisää kuvia
- Ei lisäkuvia
Havaintoniksejä
Tummat aurinkolasit ja Auringon peittäminen jonkin esteen taakse helpottavat Auringon kehien havaitsemista. Kehän heijastunutta kuvaa voi katsella myös ikkulasista tai lätäköstä.
Ilmiön syntytapa
Kehä syntyy valon sirotessa ilmakehässä olevista pienehköistä hiukkasista. Näitä voivat olla muun muassa pilvien vesipisarat ja jääkiteet sekä siitepöly-, noki- ja tuhkahiukkaset. Hiukkasten koko on tyypillisesti yli 1 mikrometrin (0,001 mm).
Osuessaan ilmassa leijuvaan hiukkaseen valon tasainen aaltorintama taipuu hiukkasen takana pallomaisiksi rintamiksi, jotka interferoivat keskenään, tietyillä kulmilla vahvistaen ja toisilla kulmilla heikentäen toisiaan. Koska sironnassa valon kulkusuunta muuttuu, näemme sironnutta valoa alkuperäisen valolähteen ympärillä. Heikentävän ja vahvistavan interferenssin vyöhykkeet muodostavat valonlähdeen ympärille pyöreitä vyöhykkeitä.
Koska pitempiaaltoinen punainen valo taipuu sironnassa sinistä enemmän, punainen vyöhyke on kehässä aina ulkoreunalla. Värit ovat ulommissa vyöhykkeissä samassa järjestyksessä, mutta näkyvät ulompana aina sisempiä himmeämpinä. Värien mennessä voimakkaasti päällekkäin aureolassa, kehä näyttää valkealta.
Pienissä pisaroissa tai hiukkasissa valo taipuu enemmän ja niiden aiheuttamat kehät ovat suurikokoisempia.
Sironnan aiheuttamien hiukkasten tai pisaroiden ollessa samankokoisia kehät ovat terävämpiä ja kirkkaampia. Näin esimerkiksi suuri syntyneissä hahtuvapilvissä. Hiukkasten kokojen vaihdellessa syntyy erikokoisia kehiä, jotka menevät osittain päällekkäin, ja näin kehä näyttää värittömämmästä ja epäterävämmältä.
Sirottavien hiukkasten ei tarvitse olla pyöreitä eikä läpikuultavia. Pyöreät tai satunnaisissa asennoissa leijuvat epäsymmetriset hiukkaset aiheuttavat pyöreitä kehiä. Jos hiukkaset ovat pallomuodosta poikkeavia on suuntautuneet taivaalla samanlailla, tämä muuttaa kehän muotoa. Esimerkiksi ellipsimäiset vaaka-asennossa leijuvat siitepölyhiukkaset synnyttävät pystysoikeita kehiä.
Vastaavat ilmiöt
Kehän erikoistapauksia ja sukulaisilmiöitä:
- Siitepölykehät
- Aureola
- Bishopin rengas
- Glooria
- Väripilvet
Muita samankaltaisia ilmiöitä, joita saattaa sotkea tähän ilmiöön:
- Ellipsihalot
Viitteitä
Kirjallisuusviitteitä
- Minnaert: Maiseman valot ja värit
- Karttunen-Koistinen-Saltikoff-Manner: Ilmakehä ja sää, s. 303 - 305