Voie de la lumière à travers un prisme hexagonal dans l’angle optimal résultant en une déviation minimale.

Chemin de la lumière des nuages à l’observateur.

Même s’il s’agit d’un des types de halo les plus courants, la forme et l’orientation exactes des cristaux de glace responsables du halo de 22° font l’objet de débats. Les colonnes hexagonales orientées aléatoirement sont généralement présentées comme le candidat le plus probable, mais cette explication pose des problèmes, tels que le fait que les propriétés aérodynamiques de tels cristaux les conduisent à être orientés horizontalement plutôt qu’aléatoirement. D’autres explications incluent l’implication d’amas de colonnes de glace en forme de balle.

Lorsque la lumière traverse l’angle d’apex de 60 ° des prismes de glace hexagonaux, elle est déviée deux fois, ce qui donne des angles de déviation allant de 22 ° à 50 °. L’angle d’écart minimum est de près de 22° (ou plus précisément 21,84° en moyenne; 21.54° pour la lumière rouge et 22,37° pour la lumière bleue). Cette variation de réfraction dépendante de la longueur d’onde fait que le bord interne du cercle est rougeâtre tandis que le bord externe est bleuâtre.

Les cristaux de glace dans les nuages dévient tous la lumière de la même manière, mais seuls ceux de l’anneau spécifique à 22 degrés contribuent à l’effet pour un observateur à une distance définie. Comme aucune lumière n’est réfractée à des angles inférieurs à 22 °, le ciel est plus sombre à l’intérieur du halo.

Un autre phénomène résultant en un anneau autour du Soleil ou de la Lune – et donc parfois confondu avec le halo de 22° – est la couronne. Contrairement au halo de 22 °, cependant, il est produit par des gouttelettes d’eau au lieu de cristaux de glace et il est beaucoup plus petit et plus coloré.

Halo de 22 degrés sur Croton-on-Hudson, NY le 30 décembre 2020