Parélio - Formação

Introdução
Formação do halo de 22^o
Formação do halo de 46^o
Halo circunscrito e arcos tangentes
Fotos de halos
Formação do arco circunzenital
Formação do arco circunhorizontal
Fotos de arcos circunzenitais e circunhorizontais
FORMAÇÃO DO PARÉLIO
Fotos de parélios

Fotos dos halos de 29 de agosto de 2008 em Curitiba

Para a formação de um parélio, os cristais de gelo formadores de nuvens altas devem ter uma orientação única, com os planos basais paralelos à superfície (a mesma orientação requerida para a formação do arco circum-zenital e circum-horizontal). A formação desse fenômeno se dá de forma similar ao halo, mas como os cristais estão com uma orientação preferencial, ele se caracteriza apenas como duas manchas coloridas a uma determinada distância do Sol, uma de cada lado. Assim, é recomendada a leitura da seção sobre halo de 22^o para se conhecer os princípios básicos, caso ainda não se tenha feito.

Quanto mais alto no céu está o Sol, mais afastado está o parélio. Inicialmente será considerado a condição do Sol no horizonte, condição essa que resulta em parélios a 22º de distância do Sol e, caso haja um halo presente, os mesmos “encostam” no halo.

A figura 1 mostra um grupo de cristais visto de perspectiva. Alguns deles terão a orientação correta de modo a projetar sobre o observador raios de saída no desvio mínimo (de 22º), que contribuirão para a formação do parélio. Assim como o halo, o parélio também tem o vermelho para o lado do Sol.

Vista em perspectiva

Vista frontal

Figura 1 - Representação dos raios incidentes e refratados durante a formação de parélios, para o Sol no horizonte. Os cristais normalmente estão presentes em uma grande extensão, mas somente foram representados alguns, em linha. O observador, à direita, recebe uma grande concentração de raios de luz próximos ao desvio mínimo (vindos dos dois lados), o que provoca o brilho dos parélios. A menor concentração de raios fora do desvio mínimo provoca o brilho esbranquiçado que se caracteriza como um "rabo" para fora do parélio, nem sempre muito bem notado em condições reais. A imagem de cima mostra uma vista em perspectiva, enquanto que a de baixo mostra uma vista frontal, exatamente na altura do observador. Nota: nessas imagens, supôs-se a existência de cristais próximos à superfície - seria necessário um dia muito frio para tal condição ocorrer. (Os desvios na figura são reais para a cor verde, mas parecem distorcidos pela perspectiva)

O parélio normalmente mostra um rabo esbranquiçado apontando para o lado oposto ao do Sol. Na realidade, esse brilho é formado pelos raios de saída que sofreram desvios maiores que o mínimo. É o equivalente, no halo de 22º, ao brilho esbranquiçado do lado de fora.

Como os cristais estão com orientações únicas na nuvem, paralelos à superfície, um número maior de cristais contribui na formação do parélio se comparado ao halo. No halo, muitos cristais simplesmente estarão totalmente fora da orientação requerida. A chance de que um cristal esteja devidamente orientado para formar um parélio é maior, por isso esse fenômenos costuma ser mais brilhante que o halo. O rabo esbranquiçado pode até se mostrar forte, com vários graus de tamanho no céu.

Em alguns casos os cristais têm pequenos desvios em suas orientações, não estando todos perfeitamente com os planos basais paralelos à superfície. O parélio, nesse caso, terá um pequeno prolongamento vertical, lembrando realmente um pequeno pedaço de halo.

Consideremos agora o Sol estando mais alto no céu. Nesse caso há um afastamento dos parélios. Ou seja, os mesmos se situam a ângulos superiores a 22^o do Sol. Na realidade, esse afastamento se deve ao fato da luz solar entrar no cristal sob um ângulo diferente à medida que o Sol fica mais alto no céu, provocando um raio de saída também diferente. A figura 2 ilustra parélios vistos para várias alturas do Sol, e a figura 3 ilustra um cristal recebendo um raio solar vindo de diferentes alturas. Em outras palavras, o desvio mínimo sofrido por um raio de luz é 22º quando esse raio incide na horizontal (paralelo aos planos basais), mas é maior que 22º quando esse raio incide em ângulo. Isso explica o afastamento do parélio resultante do Sol mais alto no céu.

Figura 2 - Superposição de várias simulações em computador de parélios formados para várias alturas do Sol, indicadas na figura, em graus acima do horizonte. O parélio para o Sol no horizonte se forma a 22^o deste. Para as simulações foi utilizado o software Halosim (por Les Cowley e Michael Schroeder), disponível em http://www.atoptics.co.uk/halo/halfeat.htm

Figura 3 - Representação de raios incidentes vindos de diferentes alturas do Sol, penetrando num mesmo cristal, e dos raios de saída em seus respectivos desvios mínimos. O raio "A" vem do horizonte, o "B" vem de 10^o e o "C" de 20^o. Quanto maior o ângulo vertical em que um raio de luz atinge a face lateral de um cristal, maior será o ângulo do desvio mínimo, sendo de 22^o apenas para raios incidentes paralelos aos planos basais (raio "A" na figura). (os desvios na figura não são reais, apenas representativos)

Existe uma altura máxima do Sol em relação ao horizonte em que um parélio pode se formar, que depende da relação entre a altura e a largura dos cristais. Um raio de luz solar vindo alto demais não conseguirá sair por uma face lateral a 60º da face de entrada sem antes atingir o plano basal inferior, como mostrado na figura 4.

Figura 4 - À esquerda, um raio incidente penetra por uma face lateral e sai por outra. Mas à direita, o raio incidente vem de uma altura grande, de modo que não consegue sair por uma face lateral sem antes atingir o plano basal.

Nota: Como o parélio requer cristais paralelos à superfície e Sol baixo, caso a camada de nuvem continue até o zênite, recomenda-se procurar por um arco circum-zenital. Os dois fenômenos requerem as mesmas condições.

Nota2: Os cristais podem ter orientações aleatórias, mas com um número maior de cristais paralelos à superfície. Nesse caso haverá um halo de 22º com dois parélios mais brilhantes na mesma altura do Sol, uma de cada lado. Se o Sol estiver muito baixo, os parélios estarão "encostando" no halo.

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