暈
暈(かさ)とは、太陽や月に薄い雲がかかった際にその周囲に光の輪が現れる大気光学現象のことである。ハロー(halo)ともいう。特に太陽の周りに現れたものは日暈(ひがさ、にちうん)、月の周りに現れたものは月暈(つきがさ、げつうん)という。 虹のようにも見えることから白虹(はっこう、しろにじ)ともいう。
概説
暈は雲を形成する氷晶がプリズムとしてはたらき、太陽や月からの光が氷晶の中を通り抜ける際に屈折されることで発生する。暈を生じさせる雲は多くの場合、対流圏上層に発生し氷晶からなる巻層雲や高層雲である。雲を形成する氷晶は多くの場合六角柱状の形をしているため、氷晶のそれぞれの面は60度、90度、120度のいずれかの角を成している。そのため、氷晶は頂角60度、90度、120度のいずれかのプリズムとしてはたらく。
光線が六角柱状の氷晶のある側面から入射し、1つ側面を挟んだ別の側面から出る場合、この2つの面は60度の角を成しているため、氷晶は頂角60度のプリズムとしてはたらく。このとき氷晶の向きがランダムになっていると、屈折された太陽からの光は太陽から半径が約22度の円上からやってくるように見えるものが最も強くなる。そのため、この位置に暈が発生して見える。これを内暈(ないうん、うちがさ)という。
光線が六角柱状の氷晶の底面から入射し側面から出る場合、あるいは側面から入射し底面から出る場合には、この2つの面は90度の角を成しているため、氷晶は頂角90度のプリズムとしてはたらく。このとき氷晶の向きがランダムになっていると、屈折された太陽からの光は太陽から半径が約46度の円上からやってくるように見えるものが最も強くなる。そのため、この位置に暈が発生して見える。これを外暈(がいうん、そとがさ)という。
光線が六角柱状の氷晶のある側面から入射し、隣りの側面から出ようとする場合、氷晶は頂角120度のプリズムとしてはたらく。しかし、この時は出ようとした光線は全反射されてしまうために、この頂角に対応する暈は存在しない。
観測される暈はほとんどが内暈であり、外暈が観測されることはかなり稀である。また雲を形成する氷晶の形が特殊な場合には、これ以外の位置に暈が現れることもある。
氷晶の屈折率は光の波長によって異なるため、暈も虹のように色に分かれて見える。内暈、外暈ともに内側が赤色、外側が紫色となっている。しかし実際には散乱などによって色が混じり合ってしまい、白っぽく見えるだけのことが多い。
「太陽や月に暈がかかると雨が近い」という言い伝えが伝わっている地方は多い。低気圧の温暖前線の前方には暈を発生させる巻層雲や高層雲が存在し、暈は低気圧の接近に伴って発生することが多いためである。