تفسير حلقة بيشوب
تنتج حلقة بيشوب عن حيود الضوء الذي يمر عبر سحابة من الغبار البركاني الدقيق جدًا في الغلاف الجوي العالي، ويتراوح نصف قطر الحافة الداخلية للحلقة عادةً بين 22 درجة و 28 درجة، أمّا عرض الحلقة هو 10 درجات أخرى أو أكثر.
يتم
تحديد
الأبعاد الدقيقة بحجم جزيئات الغبار، وتكون ألوان هذه الحلقة ليست مميزة أو واضحة جدًا، بل تكون خافتة بشكل خاص في الحلقات التي يتم ملاحظتها حول القمر، والتي عادة ما تظهر فقط هامش أحمر باهت.
تمت تسمية حلقة الأسقف على اسم القس سيرينو إدوارد بيشوب من هونولولو، الذي وصف الظاهرة لأول مرة بعد ثوران بركان كراكاتوا في 27 أغسطس عام 1883، وفي هذا العام كانت أول ملاحظة مسجلة للظاهرة.
واللون المعروف لهذه الهالة أو الحلقة هو اللون البني المائل للأزرق، وتكون منتشرة حول الشمس، كما ويتم ملاحظتها عادة بعد الانفجارات البركانية الكبيرة.
وعندما حدث انفجار بركان كراكاتوا ألقى هذا الانفجار الهائل بكمية هائلة من الغبار والغازات المتطايرة في الغلاف الجوي، وبقي رذاذ الكبريتات في الستراتوسفير، مما تسبب في شروق الشمس وغروبها الملونة لعدة سنوات.
عندما نُشرت الملاحظة الأولى لهذه الحلقة في عام 1883، تم وصفها بأنها هالة خافتة حول الشمس، كما وتم تسميتها على اسم بيشوب الذي لاحظها لأوّل مرة، وكانت موضوعًا لأطروحة ماجستير في عام 1886 من تأليف ألبرت ريجينباخ.
وتكون الفرصة لتكون حلقة بيشوب في أوقات فصل الربيع الذي يكون فيه الجو صافيًا حيث الرؤية واضحة وفرصة تكونها أعلى من أي وقت آخر تزامنًا مع حدوث البراكين فتكون مناطق البراكين أكثر المناطق احتمالية لوجود الحلقة في السماء باللون
الأزرق
متكونة على شكل ضباب ضوئي حول الشمس ومدتها تمتد لساعات ولونها بني أو أزرق وحولها اللون الأصفر مع اللهب الأحمر.
تمت تسميتها بعد ظهورها بعدة سنوات وملاحظتها من قبل
العالم
بيشوب والتي نسبت إليه بعد ذلك، وجرت عليها الكثير من الدراسات والأبحاث التي فسرت الظاهرة بشكل أكبر مع أسبابها وكيفية تكونها. [1]
موعد ظهور حلقة بيشوب
تظهر حلقة بيشوب عندما يسطع ضوء الشمس من خلال طبقات الستراتوسبيرية من الغبار البركاني، ونمط الضوء واللون هو نفس نمط الهالة الشائعة في قطرات السحب، ويتكون من هالة بيضاء مزرقة مباشرة حول الشمس، محاطة بحلقة واسعة منتشرة مائلة إلى الحمرة أو البني.
ومع ذلك فإن نصف القطر كبير وقابل للمقارنة مع الهالة المشتركة، حيث يبلغ عادةً حوالي 25 درجة، وتم التقاط العديد من
الصور
التي توضح الظاهرة، وكان أفضل توقيت لظهورها هو هذه الصورة عندما يكون الجو ربيعيًا مع ظروف جوية شديدة الشفافية.
وتم التقاط صورة معروفة لهذه الظاهرة باستخدام عدسة فائقة الاتساع والثانية مقاس 20 مم، من ديفينتر في هولندا في 29 مارس 1992، حيث كانت في أفضل الظروف لرؤية هذه الظاهرة. [2]
وصف ظاهرة حلقة بيشوب
تتفق معظم الملاحظات على أنّ الحافة الداخلية للحلقة بيضاء أو بيضاء مزرقة وأنّ الخارج محمر أو بني أو أرجواني، والمنطقة المحاطة بالحلقة أكثر إشراقًا من محيطها.
من تسلسل
الألوان
مع اللون الأحمر في الخارج يمكن للمرء أن يستنتج أن هذه الظاهرة ناتجة عن الانعراج لأن الهالات تحتوي دائمًا على الجزء الأحمر من الداخل.
أمّا في المتوسط يبلغ نصف قطر الحلقة حوالي 28 درجة، ولكن يمكن أن تختلف بين 10 درجات و 30 درجة، اعتمادًا على حجم الغبار، ويصل الحد الأقصى 30 درجة هو نصف قطر كبير نوعًا ما يمكن أن يكون ناتجًا فقط عن جزيئات الغبار الصغيرة جدًا والتي يجب أن تكون جميعها بنفس الحجم تقريبًا.
تتكون الحلقة من ملف أو نسج من أنبوب دلو من أنابيب الكربون النانوية، وتشكلت في أسطوانة
قصيرة
يتم تدويرها لإنتاج جاذبية اصطناعية.
الأنبوب النانوي الكربوني قوي بما يكفي لدعم أسطوانة يبلغ قطرها حوالي 2000 كيلومتر مع دوران ينتج عنه جاذبية واحدة، لكن هذا يترك هامشًا ضئيلًا للأمان، ولا يسمح بكتلة المشهد الاصطناعي داخل الحلقة.
لذا فإن معظم الحلقات ذات الجاذبية الشبيهة بالأرض تكون أصغر بكثير، حيث يتراوح قطرها من بضع مئات إلى ألف كيلومتر، ومع ذلك، فإنّ عددًا كبيرًا من الحلقات تدور بشكل أبطأ، مما ينتج عنه نظام جاذبية أقل وهي حالة غالبًا ما تكون شائعة لدى السكان.
يستخدم هذا
الملف
أو النسج لتقوية الجزء الأكبر من الحلقة، والذي يحمل الغلاف الجوي والتربة والماء والطبقة الصخرية والموائل.
في معظم حالات ظهور حلقة بيشوب يتم الاحتفاظ بالجزء الأكبر من الغلاف الجوي بواسطة جدار جوي طويل يتراوح ارتفاعه من 50 كم إلى 200 كم.
حتى الجدران التي يبلغ ارتفاعها 200 كيلومتر ليست عالية بما يكفي لمنع فقدان الغلاف الجوي التدريجي، لذلك يتم استخدام غشاء شفاف رقيق أو جدار هوائي لخفض هروب الغلاف الجوي إلى مستويات لا تذكر.
أسباب تكون ظاهرة بيشوب
يعود أسباب ظهور هذه الهالة المزرقة الكبيرة والخافتة التي يحدها لون أصفر وأحمر تحيط بالشمس، وينتج هذا التأثير الشبيه بالإكليل عن طريق تشتت أشعة الشمس بواسطة الرماد وقطرات الكبريتات المائية في طبقة الستراتوسفير الناتجة عن ثوران البراكين.
وتنشأ السمات الخاصة لحلقة بيشوب من النطاق الضيق للحجم الذي يبلغ حوالي 1 ميكرومتر، وبعض حلقات بيشوب عبارة عن إكليل كبير جدًا يتكون من جزيئات صغيرة جدًا.
تختلف حالات حلقة بيشوب من مرة لأخرىى، وتُظهر بعض الحلقات تشكل من جسيمات ثوران بركاني في الستراتوسفير، تناثر منها بسبب الانفجار الكارثي لجبل.
نظرًا لعدم وجود مطر نظيف في الستراتوسفير، فإن الجسيمات تنجرف حولها لفترة طويلة وتم تصوير هذا الأسقف بعد عام في 1 مايو 1992 في فونتيسجارفي، لابلاند.
كانت الهالة مرئيًا لمدة عامين تقريبًا بعد ثوران بيناتوبو، وشوهد في السماء إلى حد كبير طوال الوقت، لكن شدته كانت تتفاوت من يوم لآخر، وتعتبر تكونات الستراتوسفير نادرة لأن الانفجارات البركانية الأكبر فقط يمكنها اختراق التروبوبوز.
تظهر بعض الصور أيضًا المأخوذة لحلقة بيشوب ثورات بركانية ثانوية صغيرة على الأجنحة بدأت عن طريق تسرب مياه الأمطار إلى الأرض والتفاعل مع مادة الحمم البركانية الساخنة التي ترسبت أثناء الثوران الرئيسي.
تشير الهالات في السحب الرقيقة غير المرئية أيضًا إلى أن تركيزات الغبار تصل إلى مستوى السحب المرتفع بين 6 و 15 كيلومترًا فوق سطح الأرض.
وفي ذات مرة ظهرت هذه الحلقة في شهر فبراير حيث مرت مجموعة من الأمطار فوق المنطقة بعد الانفجار البركاني الذي حدث وكان من المتوقع أن يغسل الغبار، وفي الواقع غطت الرمال الكثير من
السيارات
في ميونيخ بعد المطر، وفي جبال الألب تم تلوين العديد من منحدرات التزلج باللون الأصفر المحمر في عينة مطر مغلية تم أخذها في جارمش بارتنكيرشن أظهرت بوضوح ترسبًا واضحًا للغبار.
لذلك كان من المدهش أن تكون التصدعات الترابية في السماء لا تزال مرئية يوم 20 فبراير، ولم يكتفوا بإضفاء اللون الأحمر الصدئ على السماء، ولكن ظهرت حلقة بيشوب أيضًا طوال اليوم، وأظهر هذا أنّ أشعة الشمس في 18 فبراير قد تم تفسيرها بالطريقة الصحيحة وأنّ الغبار وصل إلى مستويات عالية في الغلاف الجوي، ما أدى إلى انتهاء حدث غبار الصحراء فقط مع مرور شريط مطر آخر في 21 فبراير. [3]