Quầng Mặt Trời (Solar Halo) là hiện tượng quang học khí quyển ngoạn mục xuất hiện dưới dạng một vòng tròn hào quang phát sáng rực rỡ bao quanh Mặt Trời ở bán kính 22 độ, được tạo thành khi ánh sáng khúc xạ qua hàng tỷ tinh thể băng lơ lửng trong tầng mây ti tầng trên cao và là một điềm báo khí tượng tự nhiên vô cùng chuẩn xác cho thấy một đợt chuyển mưa giông hoặc thời tiết bất ổn định sắp diễn ra trong 24 đến 48 giờ tới.
Tại khu vực thủ đô Hà Nội và các tỉnh đồng bằng sông Hồng, những ngày xuất hiện quầng Mặt Trời vào giữa trưa hè oi ả thường là dấu chỉ khí quyển sắp có sự xáo trộn nhiệt ẩm mạnh mẽ, dễ dẫn tới các cơn mưa dông nhiệt xối xả vào chiều tối. Để chủ động cập nhật nhiệt độ cảm nhận, chỉ số bức xạ UV và cảnh báo mưa dông giờ thực, bạn có thể tham khảo kênh dự báo thời tiết Hà Nội hôm nay để có phương án di chuyển thuận lợi.
Hiện tượng quầng Mặt Trời là gì? Nguồn gốc và định danh khoa học
Trong vật lý khí quyển, quầng Mặt Trời (thuật ngữ tiếng Anh: Solar Halo) là tên gọi chung cho một nhóm các hiện tượng quang học hình thành do sự tương tác giữa ánh sáng Mặt Trời với các tinh thể băng lơ lửng trong tầng đối lưu trên cao (ở độ cao từ 6.000m đến 12.000m). Dạng quầng phổ biến nhất chiếm hơn 90% các lần quan trắc trên thế giới là quầng 22 độ (22° Halo) – một vòng hào quang tròn đều cách tâm đĩa Mặt Trời một khoảng góc thị giác đúng 22 độ.
Khi quầng 22 độ xuất hiện đầy đủ, nó tạo ra một cảnh tượng thị giác vô cùng choáng ngợp trên nền trời: Mặt Trời rực rỡ ở chính giữa được bao bọc bởi một vành đai ánh sáng mảnh mai nhưng sắc nét. Đĩa bầu trời nằm phía bên trong vành quầng thường trông tối sầm hơn hẳn so với vùng trời bên ngoài do các tia sáng đã bị khúc xạ dồn hết ra phía vành đai. Ở rìa bên trong của vòng quầng thường ánh lên sắc đỏ cam nhạt, trong khi rìa bên ngoài chuyển dần sang màu trắng xanh hoặc tím mờ.
Đối với đại đa số các trường hợp ghi nhận, đám mây mẹ chịu trách nhiệm trực tiếp sản sinh ra quầng Mặt Trời chính là lớp mây ti tầng Cirrostratus tinh thể băng. Tấm màn mây mỏng tang này như một tấm gương thấu kính phủ kín bầu trời, âm thầm chuẩn bị cho một chuỗi biến động khí tượng quy mô lớn.
Cơ chế vật lý khúc xạ tạo nên vòng tròn hào quang 22 độ
Để một vòng tròn quầng hoàn hảo có thể thắp sáng bầu trời, ánh sáng Mặt Trời phải trải qua hành trình khúc xạ chuẩn xác qua hàng tỷ lăng kính băng lục giác:
1. Sự khúc xạ kép qua lăng kính băng lục giác 60 độ
Khi tia sáng Mặt Trời chiếu tới một tinh thể băng hình lăng trụ lục giác đều, tia sáng đi vào một mặt bên, bị bẻ gãy khúc xạ hướng vào bên trong, rồi tiếp tục đi ra khỏi mặt bên đối diện và bị bẻ gãy khúc xạ lần thứ hai. Hai mặt bên này tạo với nhau một góc lăng kính chính xác là 60 độ.
Theo định luật quang học cổ điển, với chiết suất của băng tinh khiết là 1,31 đối với ánh sáng vàng, góc lệch tối thiểu của tia sáng khi đi qua lăng kính 60 độ này đạt đúng 21,84 độ. Vì các tinh thể băng trong mây ti tầng trôi dạt và định hướng ngẫu nhiên theo mọi trục không gian 3D, sự phân bố đối xứng tròn này gom toàn bộ các tia sáng lệch 22 độ tạo thành một vòng tròn bao quanh Mặt Trời.
2. Hiện tượng tán sắc màu sắc ở rìa quầng
Mặc dù quầng Mặt Trời trông chủ yếu có màu trắng sáng, nhưng khi quan sát kỹ, bạn sẽ thấy rìa trong của vành quầng có viền màu đỏ gạch sắc nét, tiếp theo là màu vàng cam nhạt và phía ngoài cùng là màu xanh lam mờ nhạt. Điều này xảy ra do hiện tượng tán sắc ánh sáng: ánh sáng đỏ có bước sóng dài nên bị khúc xạ ít hơn (góc lệch 21,54 độ) và xuất hiện ở sát phía trong; ánh sáng xanh tím có bước sóng ngắn nên bị khúc xạ nhiều hơn (góc lệch 22,37 độ) và dồn ra phía ngoài.
3. Kỹ thuật ước lượng góc 22 độ bằng bàn tay của các nhà thiên văn học
Trong thực tế quan trắc không gian, bạn có thể dễ dàng kiểm tra xem vòng sáng trên bầu trời có phải là quầng 22 độ hay không bằng một quy tắc ngắm sao kinh điển: hãy duỗi thẳng hoàn toàn cánh tay về phía trước, xòe rộng bàn tay sao cho đầu ngón tay cái chạm vào tâm đĩa Mặt Trời. Khoảng cách từ đầu ngón cái đến đầu ngón tay út khi xòe hết cỡ tương ứng với một góc thị giác xấp xỉ từ 20 đến 22 độ. Nếu vành sáng tròn đi qua ngay đầu ngón tay út của bạn, đó chính xác là quầng hào quang 22 độ chuẩn mực.
Phân biệt rạch ròi: Quầng (Halo) vs Tán (Corona) vs Mặt Trời Giả (Sun Dog)
Trong thực tế đời sống, nhiều người thường gọi chung mọi vòng sáng quanh Mặt Trời hay Mặt Trăng là “quầng” hoặc “tán” mà không nắm được sự khác biệt bản chất. Dưới đây là phân tích chi tiết giúp bạn phân biệt rạch ròi 3 hiện tượng quang học này:
1. Quầng Mặt Trời (Halo)
Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua tinh thể băng tầng cao (độ cao trên 6.000m) tạo thành. Bán kính vòng sáng rất lớn (22 độ hoặc 46 độ). Vành quầng sắc nét, vành trong có màu đỏ và vành ngoài có màu xanh. Bầu trời phía trong vành quầng tối màu.
2. Tán Mặt Trời (Corona)
Do hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng qua các giọt nước mây tầng thấp hoặc trung (như mây Altocumulus hoặc Stratocumulus) tạo thành. Vòng tán có bán kính rất nhỏ (chỉ từ 1 độ đến 5 độ), ôm sát đĩa Mặt Trời. Vành trong có màu xanh nhạt và vành ngoài có màu đỏ cam (thứ tự màu sắc ngược lại hoàn toàn so với Quầng). Tán thường mờ ảo và có dạng đĩa sáng loang lổ.
3. Mặt Trời Giả (Sun Dog / Parhelion)
Là hai đốm sáng rực rỡ xuất hiện ở hai bên sườn của vòng quầng 22 độ, ngang bằng với độ cao của Mặt Trời. Hiện tượng này xảy ra khi các tinh thể băng hình đĩa dẹt định hướng nằm ngang trong luồng khí êm dịu, khúc xạ ánh sáng dồn về hai bên tạo ảo giác như có 3 Mặt Trời cùng tỏa sáng một lúc.
Bảng phân biệt toàn diện giữa Quầng (Halo), Tán (Corona) và Mặt Trời Giả (Sun Dog)
Bảng số liệu dưới đây tổng hợp các thông số kỹ thuật quang học đối chiếu giữa 3 hiện tượng phổ biến nhất quanh Mặt Trời:
Mối quan hệ mật thiết với các hiện tượng quang học khí quyển
Quầng Mặt Trời nằm trong một mạng lưới các hiện tượng quang học tự nhiên kỳ vĩ:
- Khác biệt với mây ngũ sắc: Trong khi quầng có hình dạng vành tròn cố định do khúc xạ băng thì hiện tượng mây ngũ sắc Iridescence lại là các dải màu pastel biến đổi sinh động ở rìa mép mây tích mỏng do nhiễu xạ giọt nước.
- Liên kết với quầng Mặt Trăng ban đêm: Hiện tượng quầng Mặt Trời ban ngày có nguyên lý hoàn toàn tương đồng với quầng Mặt Trăng ban đêm, được dân gian đúc kết thành kinh nghiệm dự báo thời tiết nổi tiếng trong hiện tượng trăng quầng trăng tán.
- Vị trí trong hệ thống mây WMO: Để xác định chính xác các tầng mây nào có khả năng tạo ra quầng và mưa dông, bạn có thể tham khảo lại bảng phân loại 10 chi mây khí tượng WMO chuẩn xác nhất.
Quầng Mặt Trời báo hiệu thời tiết gì? Điềm lành, điềm dữ hay mưa bão?
Từ xưa đến nay, dân gian thường có câu “Trời làm quầng thì nắng, trăng làm quầng thì hạn”. Tuy nhiên, dưới góc nhìn khí tượng hiện đại, quầng Mặt Trời thực chất báo hiệu điều gì?
1. Sự thật khoa học: Báo hiệu mưa sau 24 đến 48 giờ
Sự xuất hiện của quầng Mặt Trời chứng minh rằng một tầng mây ti tầng dày đặc đang bao phủ bầu trời. Trong động lực học khí quyển, mây ti tầng là phần rìa đi đầu (Leading Edge) của một hệ thống frông ấm (Warm Front) hoặc rìa ngoài của một áp thấp nhiệt đới / cơn bão đang tiến vào từ xa. Khối không khí ấm ẩm nhẹ hơn bị đẩy trượt lên trên khối không khí lạnh đậm đặc bên dưới theo một mặt nghiêng thoai thoải, khiến hơi ẩm ngưng kết thành lớp tinh thể băng ở độ cao trên 6.000m.
Khi frông ấm tiếp tục tiến sát vào đất liền, lớp mây ti tầng mỏng ban đầu sẽ dần hạ thấp độ cao và dày đặc lên, chuyển hóa thành mây trung tầng Altostratus (làm mờ hẳn Mặt Trời), rồi tiếp tục biến thành mây vũ tầng Nimbostratus sẫm màu mang theo những cơn mưa dầm kéo dài liên tục. Do đó, theo số liệu khí tượng thống kê và đối chiếu vệ tinh, khoảng 65% đến 80% các trường hợp nhìn thấy quầng Mặt Trời rõ nét sẽ được theo sau bởi thời tiết nhiều mây, áp suất khí quyển giảm dần và xuất hiện mưa rào hoặc mưa diện rộng trong vòng 24 đến 48 giờ tiếp theo.
2. Vì sao dân gian lại cho rằng “Quầng thì nắng / hạn”?
Kinh nghiệm dân gian “Trời làm quầng thì nắng, trăng làm quầng thì hạn” bắt nguồn từ hiện thực cảm nhận ngắn hạn tại mặt đất: ngay trong ngày xuất hiện quầng Mặt Trời, bầu trời vẫn sáng rõ, ánh nắng vẫn chiếu rọi và thời tiết tại mặt đất thường khá oi bức, ngột ngạt do bức xạ nhiệt hồng ngoại từ mặt đất phát ra bị màn mây ti tầng giữ lại như một chiếc chăn bông mỏng. Áp suất khí quyển lúc này chưa sụt giảm quá sâu khiến độ ẩm bề mặt chưa đạt điểm bão hòa, tạo nên cảm giác khô nóng đặc trưng.
Chính sự oi bức khô ráo tức thì này khiến người xưa lầm tưởng rằng thời tiết sẽ tiếp tục nắng hạn kéo dài, trong khi thực chất cơn mưa dầm diện rộng đang âm thầm tích tụ động lượng và sẽ đổ ập xuống ngay khi hệ thống frông chính thức tràn qua vào ngày hôm sau.
3. Các sự kiện quầng Mặt Trời nổi bật tại Việt Nam và giá trị ứng dụng thực tiễn
Tại Việt Nam, quầng Mặt Trời thường xuất hiện vào giai đoạn chuyển mùa từ tháng 4 đến tháng 7 hàng năm tại các đô thị lớn như Hà Nội, TP.HCM, Huế, Đà Nẵng hay Hải Phòng. Những lần xuất hiện quầng 22 độ hoàn chỉnh với vành sáng rực rỡ đều thu hút sự quan sát thích thú của hàng triệu người dân và giới trẻ chụp ảnh chia sẻ lên mạng xã hội.
Đối với bà con nông dân và người làm nghề biển, việc quan sát thấy quầng Mặt Trời giữa trưa là một tín hiệu cảnh báo quý giá: cần khẩn trương thu hoạch nông sản đang phơi ngoài sân, chằng chống chuồng trại và theo dõi sát sao bản tin dự báo khí tượng thủy văn để phòng ngừa giông lốc chuyển mùa cực đoan, bảo vệ tối đa năng suất mùa màng và an toàn tài sản.
Hướng dẫn an toàn khi quan sát và chụp ảnh quầng Mặt Trời
Việc chiêm ngưỡng quầng Mặt Trời đòi hỏi sự thận trọng cao độ để bảo vệ đôi mắt:
- Không nhìn trực diện vào tâm Mặt Trời: Cường độ tia bức xạ cực tím (UV) và ánh sáng nhìn thấy ở tâm quầng có thể đốt cháy điểm vàng võng mạc chỉ trong vài giây. Hãy luôn dùng một bàn tay, cành cây, mép tòa nhà hoặc ô che nắng để chặn đứng hoàn toàn đĩa Mặt Trời, chỉ quan sát vành tròn hào quang ở cự ly 22 độ xung quanh.
- Đeo kính râm đạt chuẩn UV400: Kính râm lọc tia cực tím giúp bảo vệ mắt và tăng độ rõ nét của vành quầng trên nền trời xanh.
- Sử dụng camera điện thoại hoặc máy ảnh góc rộng: Khi chụp ảnh, bạn có thể đặt ngón tay hoặc một vật thể cảnh quan che khuất Mặt Trời để camera đo sáng chính xác vào vành quầng, tránh hiện tượng cháy sáng toàn bộ khung hình.
- Sử dụng kính lọc phân cực CPL: Phụ kiện này giúp tăng cường độ bão hòa màu sắc cho bầu trời xanh và làm nổi bật dải màu cam đỏ ở rìa trong của quầng.
Hiểu rõ bản chất khí tượng học của quầng Mặt Trời không chỉ giúp bạn chiêm ngưỡng một kỳ quan quang học tuyệt mỹ mà còn là một bài học vật lý sống động về cách ánh sáng tương tác với bầu khí quyển Trái Đất.
Câu hỏi thường gặp về quầng Mặt Trời (FAQ)
Quầng Mặt Trời có phải là hiện tượng hiếm gặp không?
Trên thực tế, quầng Mặt Trời xuất hiện khá thường xuyên (trung bình khoảng 50 đến 100 ngày mỗi năm ở nhiều khu vực trên thế giới). Tuy nhiên, do ánh sáng ban ngày quá chói chang nên con người ít khi để ý nhận ra trừ những ngày quầng xuất hiện đặc biệt sắc nét.
Quầng Mặt Trời tồn tại trong bao lâu?
Hiện tượng này có thể kéo dài từ vài chục phút đến nhiều giờ đồng hồ, tùy thuộc vào tốc độ di chuyển và độ dày của lớp mây ti tầng trên cao. Khi mây dày lên thành mây trung tầng hoặc gió cuốn tan mây, quầng sẽ biến mất.
Quầng Mặt Trời có báo trước thảm họa thiên tai nào không?
Không. Quầng Mặt Trời là một hiện tượng quang học khí quyển hoàn toàn tự nhiên, không phải là điềm báo động đất, sóng thần hay thiên tai tận thế. Nó chỉ phản ánh sự hiện diện của tinh thể băng tầng cao và khả năng chuyển mưa thông thường của khí quyển.
Tại sao góc của quầng luôn là 22 độ mà không phải con số khác?
Con số 22 độ được quyết định cố định bởi góc lăng kính 60 độ của cấu trúc hình học tinh thể băng lục giác và chiết suất của băng đá (1,31). Theo định luật quang học, góc lệch cực tiểu của ánh sáng khi đi qua lăng kính này đạt chính xác 21,84 độ (làm tròn là 22 độ).
Có thể quan sát thấy quầng Mặt Trời vào mùa đông không?
Có, thậm chí mùa đông là thời điểm quầng Mặt Trời xuất hiện sắc nét nhất ở các vùng khí hậu lạnh. Khi nhiệt độ không khí tầng sát đất hạ sâu, các tinh thể băng có thể hạ thấp xuống gần mặt đất tạo nên hiện tượng quầng sương băng vô cùng tráng lệ.
