Estos fenómenos surgen por la combinación de factores óptico-meteorológicos que consisten en una circunferencia brillante e iridiscente que rodea al sol. Normalmente sucede durante los meses invernales y son más habituales en zonas gélidas del planeta. Por ello, observarlos en distintos puntos de España, y de manera recurrente, ha resutado bastante llamativo para esta época del año.
Pero ¿cómo se forman? Para poder comprenderlos, necesitamos saber que la luz que emite el Sol es luz blanca, que se descompone en todos los colores cuando se produce el fenómeno de la refracción. Este concepto de la óptica nos dice que cuando la luz atraviesa determinados medios, no sigue una misma dirección, sino que puede desviarse. Así lo demostró Isaac Newton en 1667, quien comprobó que al hacer pasar la luz blanca a través de un prisma de cristal, esta se descomponía en los diferentes colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, etcétera.
Los halos solares se producen en presencia de nubes altas de tipo cirrus, las cuales, debido a su altitud, no están compuestas de gotas de agua en suspensión, como la mayoría de las nubes, sino de diminutos cristales de hielo que actúan como prismas, y cuando la luz solar incide sobre ellos con un determinado ángulo, la luz blanca se descompone en los colores que conforman el aro iridiscente alrededor del sol.
Esto explica la tonalidad de la circunferencia formada, pero no por qué tiene esta forma.
Para ello es determinante el ángulo de incidencia y salida de la radiación solar al impactar sobre los cristales de hielo; y es que para que se forme un halo solar, se debe producir la refracción de la luz visible con un ángulo de 22º.
También la luz de la luna puede generar halos, aunque son mucho más difíciles de observar y, además, suelen ser más tenues, debido a que nuestro satélite emite una luz menos intensa que la del astro rey.
Sin embargo, no es este el único fenómeno óptico que nos regala el cielo en conjunción con la meteorología, ya que, mediante procesos similares, pueden aparecer los parhelios, arcos circunhorizontales, las iridiscencias o los pilares de luz.