On peut observer autour du soleil et de la lune une couronne blanche ou jaune, parfois bordée extérieurement de brun violet. Il ne faut pas confondre ce phénomène avec les halos proprement dits dont nous avons parlé. Il n’y a en effet pas d’anneau de lumière bien délimité, mais une couronne de diamètre réduit. Les cernes, et surtout ceux qui se forment autour du Soleil, sont souvent colorés, sans pourtant présenter les brillantes couleurs de l’arc-en-ciel (voir arc-en-ciel), notamment le rouge du côté extérieur. Dans le cas de la Lune, à la différence des halos, les couleurs des cernes sont nettement visibles au moment de la pleine lune. Dans le cas du Soleil, il est prudent de ne pas observer directement les cernes. On peut encore voir des cernes autour de certaines planètes comme Vénus et de certaines étoiles brillantes comme Sirius.

Les cernes ont non seulement un aspect différent de celui des halos, mais sont aussi dus à un autre phénomène physique. Alors qu’un halo provient du fait de la réfraction et de la déviation de la lumière du Soleil par des cristaux de glace, dans les couches moyennes et élevées de la troposphère, les cernes sont dus à la déviation de la lumière du Soleil ou de la Lune par les gouttes d’eau des stratus, nuages de moyenne altitude. Les gouttes d’eau constituent en effet un obstacle pour les ondes lumineuses qui rayonnent du Soleil, de la Lune, des planètes ou des étoiles : il y a dispersion de la lumière.

Étant donné que la formation des cernes est due à des phénomènes optiques de déviation par les gouttes d’eau, elle a lieu lors de la présence de nuages élevés, constitués à peu près uniquement de cristaux de glace comme les cirrus, les cirrostratus, les cirrocumulus, et surtout les altostratus, qui forment une couche mince de nuages faits de gouttes d’eau et de cristaux de glace, et les altocumulus. Ces derniers sont essentiellement constitués de gouttes d’eau et sont des cumulus très plats. Les couleurs dues à la diffraction y sont particulièrement belles (on parle de nuages irisés). L’arrivée d’altostratus et d’altocumulus est normalement liée à un temps influencé par une zone de basse pression.

Comme pour les halos, les cernes formés autour du Soleil, de la Lune et des autres astres brillants Indiquent qu’il y a de l’humidité dans l’air. On peut en effet prévoir, du fait de la formation d’une couche de nuages en moyenne altitude, que de l’air sursaturé d’humidité est déjà descendu dans les couches inférieures de l’atmosphère. Lors de la  » montée idéale  » d’un front chaud, Il faut s’attendre à court terme à des précipitations. En hiver, il est tout à fait possible que l’apparition d’un cerne ait lieu lors d’un gel assez stable. Bien qu’on puisse espérer un changement de temps faisant suite au froid, par exemple à un dégel, on doit néanmoins s’attendre à d’abondantes chutes de neige.