Tweekleurrijkehalo's
Fig. l. De círcumzenitaleboog is een kleurriike halo die hoog aan de hemel staat. (Foto gemaakí te De Bilt, 4 september1977.)
tale boog dragen verscheidenefactoren bij. Ten eerstehebben we te maken met ijsprisma's waarvan de tophoek 90" bedraagt; de kleurschifting die deze prisma's veroorzaken is groter dan die bij ijsprisma's met een tophoek van 60o, die betrokken zijn bij een groot aantal halovormen, zoals de kring van boog is afgebeeldin fig. licht volgens stralengang A weer zou moe- 22". Daarnaast zijn de ijskristallen waarin De circumzenitale 1. De boog staathoog aan de hemelen ligt ten uittreden om de circumzenitale boog te de circumzenitale boog zich vormt niet al te op een cirkel met het zenit als middelpunt. kunnen vormen. Voor zonshoogten boven klein, omdat ze anders de vereiste voorDe boog is zichtbaarin bewolkingdie be- 32" wordt alle licht totaal teruggekaatsten keursstand niet voldoende aannemen; daargskristallen,de treedt de circumzenitale boog niet meer op. door zijn de effecten van buiging, die de staat uit platte zeshoekige zgn.plaatjes(fig. 3). Wanneerdezeplaatjes Deze halovorm kan dus alleen bij zonshoog- kleuren uit zouden smeren en de kleurenniet al te klein zijn (groterdan ca. 60 pm) ten tot 32o worden waargenomen; de totale riikdom af zouden vlakken, te verwaarlovallen ze langzaam naar beneden in een terugkaatsing blijft echter een rol spelen, en zén. Verder is de breking alleen afhankelijk voorkeursstandwaarbij de zeshoekigevlak- wel voor de omvang van de cirkelboog die van de zonshoogte;we hebben hier namelijk ken horizontaalstaan.Als de plaatjesdeze de circumzenitale boog beslaat (vgl. fig. 4). niet te maken met verschillende standen van stand hebbenkan de circumzenitaleboog De gunstigste zonnestand is 22o; het zon-- ijskristallen waarbij overlapping van kleulicht doorloopt het ijsprima dan volgens de ren op kan treden die de kleurenrijkdom teniet doet. Bij halovormen waarbij de conzgn. weg van de minimumdeviatie. Dit houdt onder meer in dat de boog dan het C. Floor dichtst bii de zon staat, en wel op 46o afstand van de zon. De circumzenitale boog A. Het gskris- raakt in dat geval de grote kring, als deze ontstaanvolgensstralengang tal fungeertdaarbtlalseenprismamet een gelijktijdig optreedt. Btj alle andere zonstophoekvan 90'. Bij zeerlagezonnestanden hoogten is de afstand circumzenitale boog valt het zonlicht scherendin op het boven- tot de zon groter dan 46" en staat de cirvlak, waardoor slechtsweinig zonlicht het cumzenitale boog los van de grote kring. Bij kristal kan binnendringen.Daardooris de sommige waarnemingen is dat duideltjk te circumzenitaleboog dan erg lichtzwak en zien, zoals bijvoorbeeld tijdens de halo te moeilijk waarneembaar.Bij hogerezonne- De Bilt op l6 december 1981(zie het artikel standenkan meer zonlicht het kristal bin- van P. P. Hattinga Verschure op pag. 510 nendringen.Nu kan echtertotale terugkaat- van dit nummer). sing optreden aan het zijvlak waaruit het Aan de kleurenriikdom van de circumzeni-
Er zijn twee halovortnen die qua kleurenriikdom de regenboog-evenaren en daarom soms ten onrechte voor een regenboog worden aangezien. 7re stazn bekend onder de onhandelbarenamen circumzenitale boog en circumhorizontale boog. De eersteis in ons land regelmatigte zien; de laatstgenoemdebehoort bii ons echter tot de zeldzamehalovormen.
1992 530 z:rrrrrDEcEMBER
Fig. 2. De circumhorizontaleboog waargenomen te Rot Tritt/Arosa, Zwítserlandop 20 juni l99l. Bovende circumhorizontaleboog is een deel van de omhullendehalo zichtbaar. centratie van licht in de buurt van de minimumdeviatie de lichtsterkte verklaart (biivoorbeeldde kring van22o of de bijzonnenI treedt zo'n overlap wel op. Het minimumdeviatie-effect. dat bii de meestehalovormen vervagingvan de kleuren veroorzaakt, werkt bij de circumzenitale boog juist ten gunste van de kleurenrijkdom. De circumzenitale booe wordt namel1k het meestwaargenorn"n-b1zonnestanden die niet te sterk afwijken van de gunstigste zonnestand vàn 22". We zagen dat dit de zonnestand is waarin het zonlicht 'toevallig' de minimumdeviatie ondergaat. De stralengangis daardoor minder gevoelig voor kleine schommelingen van de ijskristallen, zodat en helderheid èn kleurenriikdom er niet door worden aangetast.Dit vêrklaart dan tevens waarom de zonnestand van 22" zo gunstig is voor het waarnemen te kan worden afgeleidwaarom de circumvan de circumzenitale boos. horizontaleboogin onslandzozeldzaamis.
De circumhorizontale boog Fig. 2. laat een circumhorizontale boog zien. Deze boog bevindt zich op betrekkelijk grote afstand (46o of meer) onder de zon. Evenals de circumzenitale boog ligt hij op een cirkel met het zenit als middelpunt; de naam circumhorizontale boog is dus wat vreemd, maar desondanks in zwang. De circumhorizontale boog vormt zich in de ijskristallen van fig. 3, als die de daarin getekendestand hebben aangenomen; de met B gemarkeerde stralengang is nu van toepassing. Brj zeer hoge zonnestanden valt het zonlicht scherend in op het zijvlak en kunnen we dus weer geen lichtsterkte circumhorizontale boog verwachten. Bij lagere zonnestanden kan meer zonlicht het kristal binnendringen; nu kan echter totale terugkaatsing optreden aan het zeshoekig ondervlak, zodat stralengang B niet gerealiseerd wordt. Bij zonshoogtes beneden 58o wordt alle licht inwendig teruggekaatsten kan de circumhorizontale boog dus niet worden waargenomen; daarboven beperkt het optreden van totale terugkaatsing de omvang van de circumhorizontale boog. De gunstigste zonnestand is nu 68o; het zonlicht ondergaat dan de minimumdeviatie. Uit de genoemde waarden van de zonshoogFig. 3. Een van de meestvoorkomendevormen van ijskristallen in de atmosfeeris het platte zeshoekige'plaalje'. H et p laatje is afgebee ld in de voorkeursstanddie een niet te klein kristal aanneemtbij een vrije val door een rustige atmosfeer.De zeshoekigevlakken van het kristal ziin in dezestand horizontaal.De circumzeniialeboog wordt gevormddoor lícht dat stralengangA heeft doorlopen;de circumhorizontaleboogdoor licht met stralengang B. Het plaatje fungeert als prisma meí een a tophoekvan 90".
De ondergrensvan 58owordt niet zo vaak bereikt: voor Utrecht bedraagtde hoogst mogelijkezonnestand61,5'. De gunstigste waarde van 68o komt in ons land nooit voor;dezehoogtekan dezonnètbereikenin bijvoorbeeld Zuid-Zwitserland rond het middaguurin de zomer.
Literatuur R. G. Greenlere.a.(1979):'The46" Halo and its Arcs', Scíence,2M,643- 649 'Ice crystal haloes',WasRAR Tricher (1979): hington DC
' ":: :r:..1i.tx..r:"
o
5
o
15
o
25
o
30
Fig. 4. Omvangen lichtsterktevan de circumzenitaleboog bij verschillendezonshoogten. Plekken met veelpuntjes duiden op een groÍe lichtsterkte(volgensGreenlere.a., 1979). ZENITDECEMBER1982 531