Łuk okołozenitalny – Zjawisko optyczne w atmosferze
Łuk okołozenitalny, znany również jako circumzenithal arc, to niezwykłe zjawisko optyczne, które może być obserwowane w atmosferze. Należy do grupy zjawisk zwanych halo i powstaje w wyniku załamania światła słonecznego w kryształach lodu znajdujących się w chmurach wysokiego piętra. Efekt ten przyjmuje formę tęczowego łuku otaczającego zenit, a jego wygląd oraz intensywność zależą od wysokości Słońca nad horyzontem. W artykule tym przyjrzymy się bliżej temu fascynującemu zjawisku, jego powstawaniu oraz warunkom, które muszą być spełnione, aby można było je zaobserwować.
Jak powstaje łuk okołozenitalny?
Powstawanie łuku okołozenitalnego jest wynikiem skomplikowanego procesu optycznego. Kluczowym elementem w tym procesie są kryształy lodu, które mają formę sześciokątnych płytek. Gdy światło słoneczne wchodzi do takiej płytki przez jej górną powierzchnię, następnie ulega załamaniu i wychodzi przez boczną ściankę pod kątem prostym. Duży kąt (90°) między powierzchniami łamiącymi sprawia, że separacja kolorów jest znaczna, co powoduje, że barwy łuku okołozenitalnego są jeszcze czystsze i bardziej intensywne niż w przypadku tęczy.
Aby łuk okołozenitalny mógł się pojawić, Słońce musi znajdować się poniżej 32,5° wysokości nad horyzontem. W przeciwnym razie światło odbija się całkowicie wewnętrznie i nie wychodzi z kryształu lodu. Najszerszy łuk okołozenitalny występuje wtedy, gdy Słońce znajduje się na wysokości 22°, gdzie jego szerokość kątowa osiąga wartość rzędu 1,5°. Zjawisko to jest najbardziej spektakularne przy wysokości Słońca wynoszącej od 15° do 25° nad horyzontem.
Warunki do powstania łuku okołozenitalnego
Do powstania łuku okołozenitalnego konieczne są stabilne warunki atmosferyczne oraz odpowiednia orientacja kryształów lodu. Te ostatnie muszą mieć wspólną orientację przestrzenną, co oznacza, że chmury muszą być wolne od turbulencji. Kryształy lodu odpowiednie do powstania tego zjawiska są również odpowiedzialne za inne efekty optyczne, takie jak słońca poboczne czy łuki styczne. Jednakże te zjawiska występują znacznie częściej niż łuk okołozenitalny.
Różnice między łukiem okołozenitalnym a innymi zjawiskami optycznymi
Można zauważyć pewne różnice między łukiem okołozenitalnym a innymi zjawiskami optycznymi, takimi jak halo czy słońca poboczne. Halo to ogólny termin odnoszący się do różnych efektów optycznych wywołanych przez kryształy lodu w atmosferze. Obejmuje ono różnorodne formy świetlne wokół Słońca lub Księżyca. Z kolei słońca poboczne to dodatkowe źródła światła, które pojawiają się obok głównego źródła światła na niebie. W przeciwieństwie do tych zjawisk, łuk okołozenitalny ma specyficzną formę i charakterystykę kolorystyczną.
Łuk Kerna – rzadkość występowania
Warto również wspomnieć o tzw. łuku Kerna, który jest pełnym okręgiem otaczającym zenit. To zjawisko jest niezwykle rzadkie i zostało po raz pierwszy sfotografowane dopiero w 2007 roku. Łuk Kerna występuje wtedy, gdy światło ulega załamaniu w kryształach lodu w sposób umożliwiający utworzenie zamkniętego okręgu. Ze względu na swoje unikalne właściwości i rzadkość występowania, stanowi on obiekt zainteresowania dla miłośników meteorologii oraz fotografów zajmujących się fotografią przyrody.
Obserwacja łuku okołozenitalnego
Aby dostrzec łuk okołozenitalny na niebie, konieczne są sprzyjające warunki pogodowe oraz odpowiednia pora dnia. Idealnym czasem na obserwację tego zjawiska są zimowe dni, kiedy to chmury wysokiego piętra często zawierają kryształy lodu, a Słońce znajduje się nisko nad horyzontem. Dobrze widoczny łuk można zaobserwować zwłaszcza wtedy, gdy Słońce znajduje się pomiędzy 15° a 25° nad horyzontem.
Aby uchwycić obraz tego pięknego zjawiska na zdjęciach, warto skorzystać z szerokokątnego obiektywu lub połączyć kilka zdjęć w jeden kadr. Dzięki temu można uchwycić zarówno łuk okołozenitalny, jak i inne towarzyszące mu efekty optyczne.
Zakończenie
Łuk okołozenitalny to jedno z najbardziej fascynujących zjawisk optycznych występujących w atmosferze. Jego piękno i intensywność kolorów przyciągają uwagę wielu miłośników natury oraz pasjonatów fotografii. Pomimo że jest stosunkowo rzadkim zjawiskiem, jego obserwacja może dostarczyć niezapomnianych wrażeń estetycznych oraz wiedzy na temat procesów zachodzących w atmosferze. Zrozumienie warunków potrzebnych do jego powstania oraz różnic między innymi efektami optycznymi pozwala lepiej docenić bogactwo i różnorodność natury oraz jej niezwykłe piękno.
Artykuł sporządzony na podstawie: Wikipedia (PL).