Hastingsin kaari

Halotiede tuntee useampia vasta-aurinkokaaria, eli sellaisia halomuotoja jotka muodostavat silmukan valonlähteen vastapuolisella taivaalla. Silmukka leikkaa itsensä ja myös horisonttirenkaan (sikäli kuin se on näkyvissä) vasta-auringon kohdalla, eli taivaanpallon kohdassa joka sijaitsee samalla korkeuskulmalla kuin valonlähde, mutta atsimuutin suhteen tarkkailijan varjon osoittamassa suunnassa. Niin kuin kaikille muillekin halomuodoille, myös kullekin vasta-aurinkokaarella on osoitettavissa yksi (mahdollisesti useampi) selitysmalli, joka pitää sisällään kuvauksen ilmiötä aiheuttavan jääkiteen muodosta ja orientaatiosta sekä valonsäteen kulkemasta reitistä jääkiteen sisällä. Vasta-aurinkokaaret on nimetty sen teoreetikon mukaan joka kutakin selitysmallia on ensimmäisenä ehdottanut.

Oma havaintohistoriani kaikkien vasta-aurinkokaarten suhteen on oikeastaan lähinnä säälittävä ja koostuu muutamasta enemmän tai vähemmän epämääräisestä visuaalihavainnosta, joille ei ole olemassa tukea valokuvista, sekä joistakin pinoamalla esiin saaduista tapauksista. Kesäkuun 16. päivän halonäytelmä Readingissa paikkasi tätä puutetta oivallisesti. Tosin, visuaalisesti en vasta-aurinkokaaria tälläkään kertaa huomannut, mutta myöhempi kuvankäsittely toi niitä esiin kaksinkin kappalein. Wegenerin kaari on vasta-aurinkokaareksi yleinen ja tulee omissa kuvissani esiin useammassakin tuon päivämäärän pinossa, mutta Hastingsin kaari on superharvinaisuus. Näytelmä piti sisällään koko joukon muitakin kiinnostavia halomuotoja. Taivaanvahtiin tekemässäni raportissa Kernin kaari varasti päähuomion, mutta itse sain suurimman tyydytyksen nimenomaan Hastingsin kaaresta. Siitähän minulla ei aikaisempia havaintoja ollut.

Oheinen kuvakollaasi sisältää kontrastivahvistetun (epäterävä maski), värikanavavähennetyn (sininen-punainen) sekä tietokonesimuloidun (HaloPoint 2.0) version samasta tilanteesta. Tietokonesimulaatioon lisätyt kirjaimet näyttävät Hastingsin (H), Wegenerin (W), Parryn (P), Lowitzin (L) ja Tapen (T) kaarien sekä aurinkokaaren (A) paikan kuvassa. Merkittyjen muotojen lisäksi kuvassa on useita tavanomaisempia haloja.

Käsitys kuunpimennyksistä

Kuu pimenee ajautuessaan Maan varjoon. Kuunpimennykset jaetaan kolmeen pääryhmään sen mukaan pimeneekö Kuu kokonaan vai osittain - vai tapahtuuko pimennys yksinomaan puolivarjon alueella. Viimemainittu tilanne on havaitsijan kannalta haastavin ja vähiten antoisa. Osittainen pimennys on jo astetta tai kahta näyttävämpi luonnonnäytelmä, mutta parhaat hetket ovat käsillä tietenkin vain täydellisen kuunpimennyksen aikana. Sekä kuun- että aurigonpimennyksiä osataan nykyisin ennustaa sekuntien tarkkuudella kymmeniksi ellei sadoiksi vuosiksi tulevaisuuteen. On tyypillistä että Kuu ei pimennyksen syvimmässäkään vaiheessa pimene niin paljoa etteikö se vaivatta erottuisi pilvettömältä mutta pimeältä taivaalta, sillä Maan ilmakehästä siroaa huomattava määrä valoa myös täysvarjon alueelle. Kuun kirkkaus kylläkin väistämättä putoaa murto-osaan tavallisen täydenkuun kirkkaudesta, ja samalla Kuu värjäytyy verenpunaiseksi.

Kuunpimennykset ovat verraten pitkäkestoisia ilmiöitä. Syyskuun 28. päivän pimennys kaikkine vaiheineen kesti hyvinkin viisi tuntia ja täydellinenkin vaihe noin 72 minuuttia. Heräsin katsomaan ja kuvaamaan ilmiötä pian aamukahden jälkeen. Tuohon aikaan pimennys olikin jo osittaisessa vaiheessa. Täydellinen vaihe koitti pian aamukolmen jälkeen ja pimennyksen syvin vaihe hieman ennen aamuneljää. Seurasin pimennystä täydellisen vaiheen loppumiseen asti. Sää olisi tuskin voinut olla parempi, joten saatoin ottaa edustavan kuvasarjan digikameraa ja linssikaukoputkea hyväksi käyttäen.

Kernin kaari

Sitaatteja kirjallisuudesta:

"... Kernin kaari on aktiiviharrastajien sydämissä veret seisauttava halomuoto, jonka näkeminen on kaukainen, hartaasti odotettu unelma." - Pekkola & Ruoskanen, Valkean taivaan vieraat (1993).

"For the Kern arc, the absence of photographs is disconcerting." - Tape, Atmospheric halos (1994).

"Myyttisen Kernin kaaren valokuvaamista on pidetty haloharrastajien keskuudessa ehkäpä korkeimpana mahdollisena saavutuksena." - Riikonen, Halot (2011).

Tein huhtikuussa ensihavaintoni Kernin kaaresta. Eräänä maanantai-iltana valokuvasin halonäytelmää, jonka parhaina muotoina visuaalisin menetelmin erotin 120 asteen sivuauringon sekä yläkoveran Parryn kaaren. Myöhempi kuvankäsittely paljasti useita havaintohetkellä huomaamatta jääneitä muotoja, muiden muasssa aurinkokaaren ja ylemmän Lowitzin kaaren, mutta lopulta päähuomion vei kahdessa kuvasarjassa pinoamalla esiin tullut Kernin kaari. Vaikka Kern näkyykin vain melko raskaasti käsitellyissä kuvissa, havainto on yksi tärkeimmistä pitkällä halohavaitsijan urallani. Myös kansainvälisellä tasolla kyseessä on merkkitapaus, sillä tämä on tiettävästi vasta toinen valokuvattu Kernin kaari luonnollisen valonlähteen synnyttämässä halonäytelmässä, ja toisaalta ensimmäinen kerta kun joku valokuvaa Kernin kaaren yläpilvinäytelmässä. Aiemmat valokuvat, joita vain kourallinen siis tunnetaankaan, ovat kaikki talvisista hiihtokeskusnäytelmistä, joiden synty on läheisesti kytköksissä ihmistoimintaan.

Halonäytelmä 20.4.2015: (a) Keskiarvopino, jossa 30 epäterävällä maskilla käsiteltyä kuvaa aikaväliltä 18:00-18:05. (b) Värivähennyskuva (sininen - punainen) a-kohdan keskiarvopinosta. (c) Nicholas Lefaudeuxin käsittelemä versio samasta kuvasarjasta kuin a- ja b-kohdissa, kuitenkin siten että epäterävää maskia ei ole käytetty lainkaan. (d) Lefaudeuxin käsittelemä versio keskiarvopinosta, jossa 30 kuvaa aikaväliltä 18:15-18:20.

Kernin kaari on sukua zeniitinympäristön kaarelle; yhdessä nämä muodostavat parhaimmillaan täyden ympyrän, jonka keskipiste sijaitsee zeniitissä. Ylläolevissa kuvissa Kernin kaari näkyy heikosti kirkkaan zeniitinympäristön kaaren jatkeena, parhaiten harmaasävykuvissa (b- ja d-kuvat). Halonäytelmästä on kuvamateriaalia myös maailmanlaajuisessa internet-tietoverkossa arvostetulla Optics Picture of the Day -sivustolla sekä Ursan Taivaanvahti-järjestelmässä.

Kernin kaari syntyy orientoituneissa laattajääkiteissä sädekululla 1-3-5. Tämä vastaa zeniitinympäristön kaaren valonkulkua 1-3 sillä erotuksella, että Kern vaatii yhden kiteensisäisen heijastuksen vertikaalisesta prismapinnasta. On huomionarvoista, että huhtikuun 20. päivän halonäytelmä ei muilta osin erityisemmin painottunut laattakiteiden tuottamiin muotoihin. Näytelmä ei sisältänyt lainkaan horisonttirengasta (tosin kuvauspaikan horisontti on tämän muodon suhteen hieman epäsuotuisa). Laattakidemuodoista mukana olivat siis ainoastaan sivuauringot, zeniitinympäristön kaari, sekä 120 asteen sivuaurinko, joista yksikään ei ollut erityisen kirkas. 22 ja 46 asteen ylläsivuavien kaarten, Parryn, Lowitzin ja Tapen kaarten sekä aurinkokaaren läsnäolo viittaa ennemmin vahvaan pylväskiteiden edustukseen. Kernin kaaren löytyminen valokuvista oli siksikin suuri yllätys.

Näytelmää vastaavia tietokonesimulaatioita erilaisin oletuksin laattaorientoituneen jääkiteen muodon suhteen. Simulaatio-ohjelma: HaloPoint 2.0.

Tietokonesimulaatioiden mukaan konventionaalinen (säännöllisen kuusikulmion muotoisen päätytahkon sisältävä) jääkidemalli synnyttää vain himmeän Kernin kaaren ja senkin vain silloin kun kiteellä on riittävästi paksuutta. Tällaisen kiteen tuottama Kern on kirkkaudeltaan vain murto-osa zeniitinympäristön kaaresta, ja lisäksi sen kirkkaus jakautuu epätasaisesti. Kun ottaa huomioon että näissä kuvissa nähtävä Kernin kaari on kohtuullisen tasakirkkauksinen ja (vaikka himmeä onkin) myös yllättävän kirkas suhteessa zeniitinympäristön kaareen, uskoisin Kernin kaaren tässä tapauksessa liittyvän poikkeuksellisen vahvaan kolmio- ja/tai salmiakkikuviopohjaisten laattakiteiden populaatioon.

Maiseman valot ja värit

Maaliskuun 20. päivänä ohjelmassa oli auringonpimennys. Kuten jotakuinkin joka kerta on tilanne, pimennys oli täydellinen vain harvain havaintoikkunassa. Täydellisyysvyöhyke luikersi Pohjois-Atlantilla ja napajäämerellä ja peitti alleen niin Fär-saaret kuin Huippuvuoretkin, mutta jäi Berkshiren horisontista katsottaessa kovin etäiseksi.

Valitettavan etäiseksi jäivät myös selkeän taivaan vyöhykkeet tuona aamuna. Edelliset pari-kolme vuorokautta taivaan peittänyt tasaisen harmaa kokonaispilvi ei antanut mitään mahdollisuuksia suorien pimennyshavaintojen tekemiseen (vaikka pilvipeite ennusteen mukaisesti puolenpäivän aikaan repesikin).

Epäsuoria havaintoja pystyin silti tekemään. Pimennys oli syvimmillään n. puoli kymmenen aikaan, kontaktihetkien sattuessa karkeasti ottaen symmetrisesti reilua tuntia ennen ja jälkeen maksimihetken. Asetin kameran jalustalle ja jalustan katolle aamukahdeksan jälkeen ja käynnistin sarjakuvauksen 45 sekunnin aikaintervallein s.e. kuvasarja pitää sisällään 206 kuvaa (eli aikavälin 8:16 - 10:50). Valotus pysyi samana koko ajan, joten kuvasarjassa nähtävät valoisuusasteen muutokset aiheutuvat pääasiassa juurikin auringonpimennyksestä. Ylläolevissa kuvissa tilanne on esitetty ajanhetkille 8:30, 8:45, 9:00 (ylärivissä), 9:15, 9:30, 9:45 (keskirivissä), 10:00, 10:15 ja 10:30 (alarivissä). Koostin kuvasarjasta myös lyhyen videon. Maisema pimenee silmin havaittavasti, mikä oli toki odotettua, peittyihän auringosta enimmillään hyvinkin 85% ellei enemmänkin.