Hiện Tượng 'Mặt Trăng Giả' Hiếm Gặp Được Ghi Nhận Trong Điều Kiện Khí Quyển Dưới 0 Độ

Một hiện tượng quang học khí quyển đặc biệt, được xác định về mặt khoa học là paraselene hay còn gọi là "mặt trăng giả" (moon dogs), đã xuất hiện gần đây, tạo nên một hiệu ứng thị giác kỳ ảo với nhiều hình ảnh mặt trăng phụ lơ lửng trên bầu trời đêm. Cảnh tượng hiếm có này gắn liền chặt chẽ với các điều kiện khí tượng đặc thù, đặc trưng bởi nhiệt độ môi trường cực thấp. Theo các báo cáo ghi nhận, nhiệt độ đã giảm xuống dưới mức âm 20 độ C, tạo ra trạng thái khí quyển lý tưởng và là điều kiện tiên quyết để màn trình diễn ánh sáng tự nhiên này có thể diễn ra một cách rõ nét.

Sự biểu hiện thị giác đầy mê hoặc này phát sinh từ quá trình tương tác vật lý chính xác giữa ánh trăng và các hạt vật chất lơ lửng trong khí quyển. Cụ thể, khi ánh sáng từ mặt trăng đi qua các tinh thể băng hình lục giác được sắp xếp theo phương ngang trong các dải mây tầng cao, hiện tượng khúc xạ sẽ xảy ra. Những tinh thể này đóng vai trò như những lăng kính tự nhiên, bẻ cong các tia sáng ở một góc xấp xỉ 22 độ so với đường đi ban đầu của chúng. Kết quả là tạo ra các điểm sáng rực rỡ nằm đối xứng hai bên thiên thể chính. Những tinh thể băng đặc thù này thường được tìm thấy trong các đám mây ti (cirrus), vốn tồn tại ở độ cao mà nhiệt độ luôn duy trì đủ thấp để hỗ trợ quá trình hình thành và tồn tại của băng.

Cơ chế hình thành của paraselene hoàn toàn tương đồng với hiện tượng "mặt trời giả" (sun dogs hay parhelia) thường xuất hiện vào ban ngày, tuy nhiên, việc quan sát được mặt trăng giả vào ban đêm lại ít phổ biến hơn đáng kể. Để các điểm sáng này hiện rõ, bầu khí quyển cần một sự kết hợp hoàn hảo giữa độ ẩm cao, tầng khí quyển trên quang đãng và cái lạnh khắc nghiệt như đã đề cập. Sự căn chỉnh chính xác của các tinh thể sáu cạnh là yếu tố sống còn; nếu các tinh thể này định hướng một cách ngẫu nhiên và hỗn loạn, hiệu ứng tán xạ ánh sáng sẽ bị khuếch tán, từ đó ngăn cản sự hình thành của các "mặt trăng giả" có hình khối và độ sáng rõ rệt.

Đối với cộng đồng khoa học, các hiện tượng quang học khí quyển như mặt trăng giả cung cấp những dữ liệu tạm thời nhưng vô cùng quý giá về thành phần cũng như cấu trúc của tầng đối lưu trên và tầng bình lưu dưới. Việc ghi chép chính xác thời gian, địa điểm và các chỉ số nhiệt độ cụ thể của sự kiện cho phép các nhà vật lý khí quyển xây dựng mô hình về thói quen hình thành và sự phân bố của tinh thể băng trong thời điểm quan sát. Các nghiên cứu chuyên sâu chỉ ra rằng, những tinh thể hình lục giác dạng đĩa là loại có khả năng tự căn chỉnh theo chiều ngang cao nhất dưới tác động của lực khí động học khi chúng rơi xuống, dẫn đến việc hình thành quầng 22 độ và các điểm sáng phụ trợ đi kèm.

Sự quý hiếm của màn trình diễn này càng được khẳng định bởi các thông số môi trường khắt khe mà nó đòi hỏi. Nhiệt độ duy trì ổn định dưới mức âm 20 độ C không phải là trạng thái phổ biến tại các độ cao trung bình đến cao, nơi các đám mây băng thường trú ngụ, đặc biệt là khi phải đi kèm với mật độ tinh thể được định hướng hoàn hảo. Mặc dù quầng mặt trăng 22 độ thông thường có thể bắt gặp thường xuyên hơn, nhưng các điểm sáng paranthelia rõ nét lại yêu cầu một mức độ căn chỉnh tinh thể cực cao. Sự kiện này không chỉ là một hiện tượng thiên nhiên đẹp mắt mà còn là minh chứng hữu hình cho Định luật khúc xạ Snell khi áp dụng vào các thấu kính khí quyển tự nhiên, mang lại điểm dữ liệu quan trọng cho các nhà khí hậu học trong việc nghiên cứu các đợt lạnh cực đoan cục bộ.