Tęcza - jest bodaj najbardziej znanym zjawiskiem optycznym występującym w atmosferze. Powstaje wskutek załamania fal świetlnych w kroplach deszczu. Gdy promień światła słonecznego trafi na kroplę wody, ulega załamaniu w miejscu wnikania do tej kropli. Wychodząc z kropli, promień światła ulega ponownemu załamaniu, ale tym razem dzieje się to pod innym kątem. Fale o różnej długości ulegają załamaniu na różnym stopniu. Niebieskie i fioletowe części widma załamują się silniej niż czerwone. Białe światło rozszczepia się na poszczególne barwy spektrum i każda z nich wychodzi z kropli wody pod innym kątem - to znaczy odcienie niebieskiego pod innym kątem niż czerwone. Wokół każdej kropli deszczu tworzy się stożek promieni i to obserwator postrzega jako tęczę, natomiast oglądana z samolotu przybiera postać pełnego okręgu. 





tęcza biała

Zorza polarna - to zjawisko świetlne zachodzące w górnych warstwach atmosfery. Występuje przede wszystkim na obszarach polarnych, zarówno na półkuli północnej, jak i na południowej. Zorzę polarną wywołują elektrycznie naładowane cząsteczki wiatru słonecznego, przechwytywane przez pole elektromagnetyczne Ziemi. Protony i neutrony uderzają z ogromną prędkością w cząsteczki tlenu i azotu w górnych warstwach atmosfery. Wybijają elektrony z cząsteczek i pobudzają je elektrycznie. Powrót cząsteczek do stanu pierwotnego łączy się z występowaniem procesów świetlnych. Zorza polarna występuje na wysokości ok. 100 km. Szczególnie często pojawia się na eliptycznym obszarze w odległości ok. 23° od biegunów.



Halo - należy do najbardziej spektakularnych zjawisk, jakie możemy zaobserwować na niebie. Powstaje wskutek załamania bądź źródła odbicia światła od kryształków lodu zawartych w atmosferze. Najczęściej postrzegamy halo w postaci białych, rzadziej barwnych pierścieni wokół tarczy Słońca lub Księżyca. Halo towarzyszy przede wszystkim równomierne zachmurzenie (cirrusy), gdy w powietrzu krąży wiele kryształków lodu.



Aureole - obrazy tworzące się wokół tarczy słońca lub księżyca - powstaje nie wskutek załamania promieni świetlnych, jak to się dzieje w przypadku tęczy czy halo, lecz w wyniku ich ugięcia. Promienie światła, natrafiając na krople wody tworząc chmurę, w różnym stopniu ulegają ugięciu. Wokół Słońca lub Księżyca formuje się wtedy świetlny pierścień, którego promień zależy od wielkości kropel tworzących chmurę. Pierścień ten nazywamy aureolą.



Miraże - są to obrazy pozorne obiektów ukrytych przed okiem obserwatora za przeszkodami lub za horyznontem. Powstają one na skutek zakrzywienia promieni świetlnych w dolnych partiach atmosfery.Wyróżniamy miraże dolne i górne.

Miraż dolny - obserwuje się pod horyzontem. Decydującym czynnikiem warunkującym jego powstawanie jest dostatecznie silne nagrzanie dużej powierzchni podłoża (np. piasku na pustyni, asfaltowej szosy, ściany dużego budynku itp.). Promienie świetlne są wówczas zakrzywiane w górę, ku chłodniejszemu, a więc gęstszemu powietrzu. Sytuacja taka ma na przykład miejsce na obszarach pustynnych, gdzie pod wieczór piasek oddaje swe ciepło, ogrzewając warstwę powietrza tuż nad swoją powierzchnią, podczas gdy wyższa warstwa jest już chłodna. Zakrzywione promienie docierają do oka obserwatora pozornie z innego kierunku co wywołuje powstanie obrazu zwierciadlanego Miraże dolne mogą być odwrócone lub proste. Podobnie powstaje miraż obserwowany na rozgrzanej drodze. Wygląda on jak kałuża wody, w której widzimy odbicie. Jest to efekt pozornych odbić dalekiego krajobrazu lub nieba.

Miraż górny to zjawisko załamania występujące wielokrotnie w kolejnych warstwach powietrza, powodujące że światło rozchodzi się po linii krzywej. Jeżeli obserwator znajdzie się w miejscu, gdzie dochodzi światło odbite od statku, to na przedłużeniu promieni wpadających do jego oka, zobaczy prosty obraz statku na tle nieba.


Korona - to barwne i lśniące pierścienie wokół Słońca lub Księżyca. W tych pierścieniach zawarte są wszystkie barwy, począwszy od fioletu wewnątrz, skończywszy na czerwieni zewnątrz. Korony powstają poprzez dyfrakcję światła, gdy przechodzi ono przez cienką warstwę kropelek wody w chmurach typu Altostratus lub Altocumulus. Aby korona mogła się pojawić warstwa chmur musi być cienka, gdyż światło może w niej zostać rozproszone lub ugięte tylko raz. Barwy nie są jednak dokładnie rozdzielone, częściowo nakładają się sprawiając, że kolory, które widzimy w postaci pierścieni wokół Słońca i Księżyca są wynikiem ich mieszania. W centrum korony znajduje się biała aureola powstała z połączenia wszystkich barw, częściej zaobserwować można koronę wokół Księżyca. Dzieje się tak dlatego, że jego światło jest znacznie słabsze. 



Iryzacja - jest to zjawisko podobne do powstawania korony. Jest to tęczowy układ barw obserwowany na chmurach średniowysokich, takich jak Altocumulus czy Altostratus. Odcienie na chmurach są najczęściej pastelowe, zielone i różowe. Nazwa iryzacja pochodzi od imienia greckiej bogini będącej personifikacją tęczy - Iris. Zjawisko to można obserwować stosunkowo często jednak na ogół by ja zauważyć, trzeba patrzeć przez przyciemnione okulary. Do niedawna zdecydowanie zakładano, że mechanizm zjawiska iryzacji chmur jest taki sam jak w przypadku korony, jednak zachodzi ona, gdy krople tworzące chmurę nie mają jednakowych rozmiarów - kolor danego fragmentu chmury zależy od rozmiaru tworzących ją kropel.

 

 Zaćmienie Słońca - powstaje, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.

• zaćmienie częściowe - występuje, gdy obserwator nie znajduje się wystarczająco blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc, by znaleźć się całkowicie w cieniu Księżyca, lecz na tyle blisko, że znajduje się w półcieniu.
• zaćmienie całkowite - występuje, gdy obserwator znajduje się w cieniu Księżyca. W takim przypadku widoczna staje się korona słoneczna. Jest to możliwe dzięki temu, że obserwowane rozmiary kątowe Księżyca są tylko nieznacznie większe od rozmiarów kątowych Słońca i w przypadku zaćmienia całkowitego, Księżyc przysłania całkowicie powierzchnię Słońca, ale nie przysłania korony słonecznej.
• zaćmienie obrączkowe - zwane również zaćmieniem pierścieniowym występuje wtedy, gdy, podobnie jak w przypadku zaćmienia całkowitego, obserwator znajduje się bardzo blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc. W odróżnieniu jednak od zaćmienia całkowitego, w przypadku zaćmienia pierścieniowego rozmiary kątowe Księżyca są mniejsze niż rozmiary kątowe Słońca. Dzieje się tak, wtedy, gdy zaćmienie ma miejsce w czasie, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum swojej orbity, czyli w pozycji najbardziej oddalonej od Ziemi.
• zaćmienie hybrydowe - zachodzi wówczas, gdy w pewnych miejscach Ziemi to samo zaćmienie jest całkowite, a w innych obrączkowe. Tylko około 5 % wszystkich zaćmień jest hybrydowych.

Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem i Księżyc (naturalny satelita Ziemi) "wejdzie" w stożek cienia Ziemi.

Do zrozumienia pojęcia zaćmienia całkowitego i częściowego Księżyca trzeba najpierw zrozumieć co to jest stożek cienia całkowitego i częściowego.