Dalla “V” luminosa sopra il Sole alla formazione dell’alone circoscritto, ecco gli archi solari e lunari
Durante la formazione di un alone solare, o del più raro e delicato alone lunare, può capitare di osservare attorno ad esso una serie di strutture aggiuntive: appendici luminose, archi e forme che sembrano nascere e trasformarsi nel tempo. Alcune di queste mutano visibilmente con l’aumentare dell’altezza del Sole, modificando geometria e aspetto, mentre l’alone principale rimane stabile, immutato nella sua forma circolare, sempre a circa 22° dall’astro.
Tra le più evidenti e dinamiche di queste strutture ci sono gli archi tangenti: figure luminose che si sviluppano a contatto con l’alone e che, proprio a differenza di quest’ultimo, cambiano forma al variare dell’altezza del Sole o della Luna.
Arco Tangente Superiore
L’arco tangente superiore compare come una struttura luminosa, inizialmente a forma di “V”, aderente all’alone di 22°. Con l’aumentare dell’altezza dell’astro (Sole o Luna), questa forma cambia: da una cuspide stretta si apre progressivamente, fino a ricordare due ali di gabbiano che si distendono e si incurvano verso il basso.
Arco Tangente Inferiore
Al di sotto dell’alone a 22° può comparire anche l’arco tangente inferiore, generalmente più difficile da osservare. Quando il Sole è molto basso sull’orizzonte, questo arco si sviluppa interamente al di sotto dell’orizzonte apparente e rimane quindi invisibile per un osservatore a livello del suolo: può essere colto solo da posizioni elevate, come in montagna o da un aereo, oppure essere riprodotto artificialmente con cristalli di ghiaccio, come nei cosiddetti “diamonds dust”.
Man mano che il Sole si innalza, l’arco tangente inferiore emerge progressivamente al di sotto dell’alone di 22°. A differenza dell’arco superiore, che si apre verso l’esterno, quello inferiore evolve come una struttura che si raccoglie e si tende verso l’alone, preparando visivamente la successiva fusione tra le due figure.
Come si formano questi archi?
Alla base di entrambi questi fenomeni ci sono minuscoli cristalli di ghiaccio esagonali, sospesi nei cirri. Non sono immobili: costituiscono una nube di particelle in lenta caduta. In un’atmosfera stabile tendono ad assumere orientamenti preferenziali, in particolare con l’asse maggiore disposto orizzontalmente mentre in presenza di turbolenza si distribuiscono in modo più casuale. Proprio questi cristalli colonnari orientati sono responsabili della formazione degli archi tangenti.
Quando la luce li attraversa, passa tra facce inclinate di 60° ed emerge con una deviazione caratteristica di circa 22°. Ma ciò che osserviamo nel cielo è solo una piccola parte di quanto avviene realmente: contribuiscono al fenomeno soltanto quei raggi che, dopo essere stati deviati, riescono a raggiungere l’occhio dell’osservatore.
Il grado di allineamento influisce anche sulla nitidezza: più i cristalli sono orientati in modo coerente, più l’arco tangente superiore appare netto e ben definito.
Anche i colori raccontano qualcosa della fisica in gioco. La rifrazione separa le diverse lunghezze d’onda: la luce rossa viene deviata meno rispetto a quella blu. Per questo lungo il bordo interno dell’arco, rivolto verso il Sole, compare spesso una sottile frangia rossastra, che rende il fenomeno ancora più riconoscibile. Nel complesso, i colori sono delicati ma ordinati, con il rosso sempre disposto verso l’interno, in direzione dell’astro.
Arco Circoscritto all’Alone
Quando il Sole (o la Luna) raggiunge un’altezza di circa 29–30°, l’arco tangente superiore e quello inferiore si uniscono formando l’alone circoscritto all’alone di 22°. In questa fase iniziale la figura appare continua ma ancora deformata: ha un profilo ovale e schiacciato, con le porzioni superiore e inferiore che restano tangenti all’alone di 22°, mentre i lati si distendono verso l’esterno.
Man mano che il Sole sale fino a circa 50°, questa deformazione rimane evidente, anche se spesso risultano più luminose e riconoscibili soprattutto le porzioni superiore e inferiore, mentre le parti laterali possono apparire più deboli o incomplete.
Quando l’astro è ancora più alto, la figura si avvicina sempre di più alla forma dell’alone di 22°, fino a diventare quasi indistinguibile da esso e assumere un aspetto praticamente circolare. In queste condizioni, distinguere tra alone circoscritto e alone classico diventa tutt’altro che semplice.
Dal punto di vista ottico, l’alone circoscritto mostra spesso colori più saturi e meglio separati rispetto all’alone di 22°. Questo perché è prodotto da cristalli più ordinati, che selezionano percorsi della luce più definiti e riducono la sovrapposizione dei colori. Al contrario, l’alone di 22° nasce da una distribuzione più casuale di cristalli, che mescola maggiormente le diverse componenti cromatiche. Quando l’alone circoscritto e l’alone a 22° si fondono, otteniamo però un luminoso e marcato alone a 22° che catturerebbe l’attenzione dei più distratti osservatori.
In condizioni particolari, strutture analoghe possono comparire anche tangenti all’alone di 46°, dando origine ad archi tangenti più ampi e rari, che estendono ulteriormente la complessità del sistema degli aloni atmosferici.
