|
|
|
De circumzenitale boog, ook wel de circumzenith boog , omgekeerde regenboog en de Bravaisboog genoemd, is een optisch fenomeen dat qua uiterlijk lijkt op een regenboog, maar behoort tot de familie van halo's die ontstaan door breking van zonlicht door ijskristallen, meestal in cirrus- of cirrostratuswolken, in plaats van uit regendruppels.
De boog bevindt zich op een aanzienlijke afstand van ongeveer 46° boven de waargenomen zon en vormt hoogstens een kwart cirkel met het middelpunt op het zenit. |
| |
| Het wordt ook wel "een glimlach in de lucht" genoemd, en de eerste indruk is die van een omgekeerde regenboog. De circumzenitale boog is een van de slimste en meest kleurrijke leden van de halo-familie. De kleuren, variërend van paars aan de bovenkant tot rood aan de onderkant, zijn zuiverder dan die van een regenboog, omdat er veel minder overlap is in hun vorming. |
| |
De intensiteitsverdeling langs de circumzenitale boog vereist aandacht voor verschillende effecten: Fresnel's reflectie- en transmissieamplitudes, atmosferische verzwakking, chromatische spreiding (dwz de breedte van de boog), azimutale hoekspreiding (straalbundeling) en geometrische beperkingen. In feite is de circumzenitale boog het
helderst wanneer de zon ongeveer 20° wordt waargenomen. |
|
|
 |
| Circumzenitale boog |
|
| Het licht dat de circumzenitale boog vormt, komt een ijskristal binnen via de platte bovenzijde en gaat naar buiten via een zijprismavlak. De breking van vrijwel parallel zonlicht door wat in wezen een prisma van 90 graden is, is verantwoordelijk voor de brede kleurscheiding en de zuiverheid van de kleur. De circumzenitale boog kan zich alleen vormen als de zon op een hoogte lager dan 32,2° staat.[5] De circumzenitale boog is het helderst wanneer de zon 22° boven de horizon staat, waardoor zonlicht de kristallen binnenkomt en verlaat met de minimale afwijkingshoek; dan is het ook ongeveer 22 ° in straal en 1,5 ° in de breedte. De circumzenitale boog-straal varieert tussen 32,2 ° en 0 ° en wordt kleiner naarmate de zonnehoogte toeneemt. Het wordt het best waargenomen bij zonnehoogten van ongeveer 15°-25°, terwijl het in de richting van een van de uitersten verdwijnend zwak is. Wanneer de zon boven 32,2° wordt waargenomen, verlaat het licht de kristallen via de onderkant, wat bijdraagt aan de vrijwel kleurloze parhelische cirkel. |
| |
Omdat het fenomeen ook vereist dat de ijskristallen een gemeenschappelijke oriëntatie hebben, treedt het alleen op als er geen turbulentie is en
als er geen significante op- of neerwaartse luchtstroom is. |
| |
| Circumzenitale boog van de maan |
| |
Zoals bij alle halo's kan de circumzenitale boog zowel door het licht van de maan als door het licht van de zon worden veroorzaakt: de eerste
wordt een maancircuzenithale boog genoemd. Het voorkomen ervan is zeldzamer dan de zonnevariant, omdat het vereist dat de maan voldoende helder is, wat doorgaans alleen het geval is rond volle maan. |
| |
| Nabootsing van de circumzenitale boog |
| |
| De ontstaanswijze van de circumzenitale boog kan gemakkelijk nagebootst worden met behulp van een transparant cilindervormig drinkglas dat tot aan de rand gevuld is met helder water. Dit glas moet op een door de zon beschenen vensterbank gezet worden, zodanig dat het neerwaarts verkregen spectrum dat er langs de zijkant van het glas uitstraalt, kan geobserveerd worden op de beschaduwde vloer onder de vensterbank (dit is dus het neerwaarts geprojecteerde beeld van het uittredend gebroken zonlicht). Hetgeen er op de vloer te zien is toont de spectrale kleuren die ook te zien zijn in de circumzenitale boog. Het met water gevulde drinkglas bootst een horizontaal zwevend hexagonaal transparant ijskristal na. |
| |
| Gezien het feit dat de eigenlijke circumzenitale boog veroorzaakt wordt door miljarden hexagonale (door de zon beschenen) ijskristalletjes die allen hun horizontale voorkeursstanden innemen, bootst de ronding van het cilindervormige drinkglas alle voorkeursstanden van de zij-vlakjes van de hexagonale ijskristalletjes na. De ontstaanswijze van de circumhorizontale boog (optredend onder de zon in plaats van erboven) kan ook op die manier worden nagebootst, maar dan dient het (met water gevulde) drinkglas in de hand gehouden te worden, omdat het spectraalkleurig gebroken licht van de hoogstaande zon er langs de onderkant van het glas moet uitstralen. Het verkregen projectiebeeld van de spectrale kleuren valt dan op een beschaduwde binnenmuur, en kan aldus op die manier geobserveerd worden. |
| Bronnen: Wikipedia-nl, Wikipedia-en, Wikipedia-de, Wikipedia-fr |
|
|
 |
| Analoog brekingsdemonstratie-experiment voor de Circumzenithal Arc. Hier wordt het in het boek van Gilbert ten onrechte bestempeld als een kunstmatige regenboog |
|
 |
| Circumcenitale boog boven Valdivia, op 14 juli 2016. |
|
|
 |
| Een circumzenithale boog in Salem, Massachusetts, 27 oktober 2012. Ook zichtbaar zijn een supralaterale boog, Parry-boog (bovenste zonnegrot) en bovenste tangensboog. |
|
|
|
|
|
|
|
|
