Warum sind 120°-NS (manchmal?) blau?

[Bertram Radelow]

hi,

irgendwo war schon mal was im Forum zur Bläue der 120°-NS, aber ich finde es nicht mehr. Heute habe ich also auch das Vergnügen gehabt, der blauen 120°-NS (und dem kaum weniger blauen HK daneben?) vorgestellt zu werden und war beeindruckt.

Was filtert das Rot weg? Ist das ein Mechanismus ähnlich Himmelsblau/Abendrot?

Bertram

[Elmar Schmidt]

Hallo Bertram,

bringst uns mal wieder zum Grübeln bzw. Googeln...

Nach Stand der Lehre sind 120-Grad-Nebensonnen (NS) normalerweise unfarbig, es kann höchstens sein, daß sich ihnen Himmelsblau oder ein Teil des Blauen Streifens hinzumischt. Dieser Blaue Streifen (bzw. manchmal Blauer Fleck, s.u.) tritt meist etwas weiter zum Anthelium hin auf (Anthelium=Sonnengegenpunkt auf dem Horizontalkreis, HK). Man sieht beide Effekte sehr gut hier:

http://www.ursa.fi/blogit/ice_crystal_h ... &tb=1&pb=1

Marko Riikonen hat einmal die Verhältnisse in Abhängigkeit von der Sonnenhöhe simuliert

http://www.ursa.fi/blogit/ice_crystal_h ... &tb=1&pb=1 ,

und da sieht man, daß sich der Blaue Streifen für Sonnenhöhen zw. 10 und 20 Grad auch in Form eines Blauen Flecks konzentrieren kann, vorausgesetzt, es liegen orientierte Plättchenkristalle vor. Blaue Flecken sind Teil eines Blauen Kreises von 70 bis 64 Grad Radius um den echten Sonnengegenpunkt (Sub-Anthelium),* wurden aber m.W. bisher nur an Lampenhalos gesehen wie z.B. hier:

http://www.ursa.fi/blogit/ice_crystal_h ... &tb=1&pb=1

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*hänge mich hier mal aus dem Fenster, aber es handelt sich dabei m.E. gewissermaßen um eine "Regenbogenanalogie" von statistischen Eiskristallen, wobei die andere Farbfolge (blau außen) auf eine gerade Zahl von inneren Reflexionen hindeutet wie im vierten Strahlengang von oben bei:

http://www.atoptics.co.uk/halo/pcpaths.htm
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Auf dem HK können die blauen Stellen jedenfalls maximal bei 180-70 = 110 Grad zur Sonne auftreten, wenn diese am Horizont steht. Mit der 120-Grad-NS fallen sie für ungefähr 10 Grad Sonnenhöhe zusammen. (Sehr wichtig: die Sonnenhöhe sollte bei solcherart Sichtungen stets mit gemeldet werden.)

Warum nun aber überhaupt Blau? Dies hat damit zu tun, daß die sonst zum HK wesentlich beitragende Totalreflexion an orientierten Plättchenkristallen für (gerade und schräge) Strahlen im Grenzwinkelbereich zuerst für den roten Anteil wegfällt (der dann in den Zirkumzenitalbogen - eines anderen Beobachters in Richtung des Antheliums - hineingeleitet wird). Dann wird "ein paar Grade lang" (sowohl in Sonnenhöhe wie über ein gewisses Bogenstück des HK) mehr oder weniger nur noch blaues (und manchmal vorneweg grünes) Licht totalreflektiert. Das färbt den HK in diesem Bereich ein.

Hiermit erklärt sich dann auch, daß der Blaue Streifen bei ausreichend vielen waagrechten Plättchenkristallen am Himmel nur gleichzeitig mit dem Zirkumzenitalbogen auftritt und genau wie er für Sonnenhöhen oberhalb von 32 Grad verschwindet (in der Simulation von Riikonen tritt bei der Grenzhöhe eine blaue Aufhellung des Antheliumsbereichs auf).

So, nun halt mal schön Ausschau für uns alle mit der bald dauerhaft niedrig stehenden Sonne und den verläßlichen Eisnebeln DA WO'S so schön ist

Viele Grüße

Elmar

[Bertram Radelow]

Vielen Dank! Besonders der zweite Link ist sehr aufschlussreich.

Wenn man weiss, worauf man achten muss, findet man es auch schneller. Ich streiche schon die Novembervormittage im Terminkalender ab - reserviert für diamond dust. So schnell vergeht ein Jahr

Bertram

[Bertram Radelow]

Bei meinem "blaue Nebensonne"-Bild war die Sonne aber 39° hoch - schwer mit dem zweiten Link in Einklang zu bringen.

Bertram

[Elmar Schmidt]

Ja, habe es mir nochmals bei Dir angesehen,

http://www.radelow.ch/halo/12001.htm ,

und das hier ist ähnlich

http://photos1.blogger.com/blogger/1639 ... 0titul.jpg

In beiden Bildern gibt es halt drumherum viel Blau (und gewiß auch UV), ob daraus fotografische Artefakte entstehen können? Eine andere Möglichkeit wäre Verblauung durch die Luftperspektive bei sehr weit entfernter Erzeugung sonst weißer NS und HK-Fragmente. Das paßt aber beides nicht auf Dein stechendes Blau.

Bei den

http://haloreports.blogspot.com/2007_10_01_archive.html

gibt es weitere Postings zum Thema. Die 120-Grad-NS vom Großglockner zeigt Farbränder, die mit dem Blauen Streifen, zumindest dessen Standarderklärung, nichts zu tun haben können, da er für die Sonnenhöhe 30,9 Grad viel weiter weg stehen sollte. Claudia hat im alten Halo Blogspot auch schon einen Farbrand der 120-Grad-NS berichtet, allerdings rötlich.

Blaue Flecken der von mir oben beschriebenen Art sollten für Sonnenhöhen über 32 Grad nicht auftreten, aber wer weiß, im Gegensonnenbereich des HK gibt es laut Les Cowley ja noch weitere, komplizierte und potentiell farbzerlegende Strahlengänge.

Elmar

[Alexander Haußmann]

Hallo allerseits,

auch wenns noch Diskrepanzen mit der Sonnenhöhe gibt, ist doch der Hinweis auf den Blauen Fleck (kein Hämatom... ) recht aufschlussreich. Ich habe vorher noch nichts davon gehört. Wahrscheinlich sind die Haloblogs heutzutage vom Informationsgehalt schon mit ganzen Büchern vergleichbar.

Gruß, Alex

[Bertram Radelow]

hi,
ich war gerade draussen - ohne Kamera ... Ein ca. 10°x15° grosses gleichmässiges Cirrenbettlaken zog langsam über den Himmel, wobei ein deutlich hellerer Fleck auffiel: die linke 120°-NS (wir sind jetzt ja alle sensibilisiert). Es war kein Zweifel, der Fleck zog durch die Wolke (in Wirklichkeit natürlich umgekehrt). Keinerlei Anzeichen eines HK, auch nicht an anderen Stellen des Himmels.

Diese 120°-NS war wieder "weisser", also ganz leicht bläulicher als das Cirrenfeld, das konnte auch ein ungeübter Mitbeobachter bestätigen. Und sie hatte einen rötlichen Saum!!! Ich dachte die ganze Zeit, dass ich das doch kenne - und dann fiel es mir ein: eine Aureole (Hof). Die Farben und ihre Verteilung waren wirklich exakt so wie hier:

Aber insgesamt natürlich nicht so hell, und alles viel kleiner. Der rötliche Saum war schmal, etwa 1/6 so breit wie der NS-Fleck. Also ingesamt war die Erscheinung wirklich perfekt wie ein Hof, nur kleiner. Vielleicht spielt die Tröpfchen-Optik auch eine Rolle?

Das kann erklären, warum 120°-NS manchmal als bläulich gesehen werden, natürlich auch im Kontrast zum umliegenden rötlichen Saum, der manchmal vielleicht wegen seiner Grösse oder der Zerissenheit der Cirren gar nicht bewusst gesehen wird.

Das Blau von neulich, auf das sich meine Frage aber ursprünglich bezog, war aber ganz ein anderes.

Bertram

[Elmar Schmidt]

Bei Daniel Eggert steht auch noch ein schönes Exemplar

http://www.natur-motive.de/galerie/dokug/0014.html

Allerdings ist hier der HK weiß und nur die NS bläulich. Ob es der Blaue Fleck oder eine 120-Grad-NS ist oder beides, kann der Dokumentation allerdings nicht entnommen werden, entscheidend wäre die Sonnenhöhe.

Der AKM sollte sich einfach mal auf die Jagd nach diesen Halos machen, dann klärt sich das schon...

Elmar

[Alexander Haußmann]

Hallo zusammen,

also ich könnte mit schon vorstellen, dass es Beugung um die Nebensonne geben kann. Dieser Gedanke ist meines Wissens nach nie wirklich auf die Praxis übertragen worden. Das Entscheidende an der "Tröpfchen-Optik" ist ja das Vorhandensein vieler gleichgroßer Partikel. Das können die nebensonnenerzeugenden Kristalle auch sein. Der zugehörige "Hof" wird zwar nicht ideal rund sein, vielleicht mehr in Richtung Pollenkorona gehend. Ich glaube auch, dass wir hier mehr Beobachtungen brauchen. Meine letzte 120°-Nebensonne liegt auch schon wieder 2 Jahre zurück...

Gruß, Alex

[Bertram Radelow]

Eine Mitarbeiterin (Dr. M. Phillips) des SLF (Schweizer Lawinenforschungsinstituts) hat gestern denselben HK wie ich gesehen, in Bivio, ca. 50km SW von Davos am Julierpass. Die 120°-NS hat sie aber nicht erkannt:



Auch diese (linke) NS scheint mir deutlich blau. Ebenso kann man wohl zustimmen, dass auch der HK nach etwas Abstand links auch deutlich blauer ist, ähnlich wie in den Haloreports (http://www.ursa.fi/blogit/ice_crystal_h ... &tb=1&pb=1) erklärt

Bertram

[Elmar Schmidt]

Hallo Bertram,

eine schöne Sichtung, für mich ist aber in erster Näherung links nur ein Blauer Streifen des Horizontalkreises (HK) zu erkennen; da wäre mal wieder die Sonnenhöhe wichtig... Die 120-Grad-Nebensonne (NS) kommt mir weiß vor, evtl. mit leicht rotem (unten) und bläulichen Rändern.

M.E. sind noch zwei weitere Verbläulichungseffekte für Horizontalkreise (HK) zu berücksichtigen, welche aber "global" wirksam sind und deshalb an der Existenz der Blauen Streifen und Flecken (s.u.) keinen Abtrag leisten:

- einen scheinbaren (der aber auch von Fotos ausgehen kann), dadurch daß das ganze Bild oft vom Himmelsblau "getränkt" ist; dies ist aber selbst mit Digitalfotos nur schwer zu objektivieren, da dort gleichzeitig meist große Helligkeitsgradienten infolge der Zirrenverteilung und -dichte sowie durch die Vignettierung von Weitwinkelbildern vorliegen;

- einen realen, indem die HK-erzeugenden Wolken leicht 10 und mehr km weg sein können und dann die Luftperspektive das Rot wegfiltert (wie bei den blauen Bergen); Diamantstaub-HKe sollten diesen Effekt klarerweise nicht zeigen.

Ansonsten gibt es anscheinend mindestens folgende Phänomene im HK-Bereich zwischen den 120-Grad-NS:

- (Grün-)Blaue Streifen jenseits der 120-Grad-NS (bekannt und simuliert, z.B. Cowley)
- vertikal stark verlängerte, dann oft rechteckig aussehende 120-Grad-NS (dto., z.B. Tape)
- Blauer Fleck als Beginn des Streifens bzw. alleinstehend (dto., Riikonen)
- Blauer Fleck, die NS überlagernd (nur für Sonnenhöhe ca. 10 Grad, Riikonen)
- Farbränder (meist eher rötlich) an 120-Grad-NS (?)
- selber (intrinsisch?) blaue 120-Grad-NS (??)

Viel Glück bei der Suche nach den Effekten!

Elmar

[Bertram Radelow]

Frau Dr. Marcia Philipps hat mir inzwischen weitere Bilder des HKs geschickt, den sie in am 12.9.2010 um 13:50 (MESZ) in Bivio gesehen hat:







Ausser Grössenreduktion wurde an den Bildern nichts verändert.

Bertram

[Elmar Schmidt]

Danke,

die Sonnenhöhe betrug demnach 46,9 Grad, das ist viel zu hoch für das Auftreten des Blauen Flecks (und Streifens).

Es fällt auf, daß der Bivio-HK fast überall verblaut ist. Ich halte das für KEINEN instrinsischen Efekt. Man sieht das Changieren zw. Weiß und Blau übrigens auch hier

http://www.atoptics.co.uk/halo/parcirc.htm

Und dann noch ein Link mit einer (von der Sonne aus) rechten 120-Grad-NS (nur zart bläulich) und rechts daneben dem Blauen Fleck mit Streifen (stechend bläulich). Die von Les Cowley dafür angegebene Sonnenhöhe stimmt allerdings nicht, es waren (wg. Sommerzeit) gut 17 Grad

http://www.atoptics.co.uk/halo/120im1.htm
http://www.wolkenatlas.de/wolken/wo09528.htm

Trotzdem ist der Bivio-HK eine schöne Sichtung, für die wir Flachlandtiroler Euch eigentlich wieder Vergnügungssteuer abkassieren müßten

Gruß Elmar


PS: bei Eva Seidenfaden steht nach einer Erklärung des Blauen Flecks auch noch was Interessantes zu anderen Farben im HK (dritter Absatz im Link)

http://www.paraselene.de?113554

Damit dürften dann wohl alle Klarheiten beseitigt sein...

[Christian Fenn]

Hallo Bertram, ich habe die Diskussion nicht richtig mitverfolgt und laß jetzt auch mal meinen Senf dazu weg. Aber Deine Kollegin kann die selbe NS nicht gesehen haben. Alle Objekte sind vom Betrachter abhängig und daher gibt es bei einer 50km enfernten Position überhaupt keinen vergleichbaren Zusammenhang mehr.

[Bertram Radelow]

hoi Christian,

theoretisch hast Du natürlich recht; im Extremfall ist jeder Halo individuell und schon der in Nachbars Auge ein anderer. Praktisch bezog ich mich auf das Cirrenfeld bzw. die Himmelssituation, die wohl a) dieselbe ( - oder die gleiche?) war, b) zur fast identischen Zeit die gleichen Halos lieferte.
Wenn der Himmel langsam mit Altostratus zuwächst, kann man 22°-Kreise auch über hunderte von Kilometern identisch sehen.

und an Elmar:
Wirklich vielen Dank für Deine äussert aufschlussreichen Links. Das in Evas drittem Kapitel ist sehr gut beschrieben und erklärt, was ich neulich gesehen habe: "sie ähneln einer Korona".

Bertram

[Bertram Radelow]

So, ich habe mal ein Bild völlig "entbläut" - leider ist ein Gradient von links oben nach rechts unten drin, den ich ohne spezielle Filer nicht wegbekomme. Aber im Prinzip reicht es, um die Farben des HKs zu beurteilen.
Anschliessend habe ich den Farbkontrast noch um 100% angehoben.

Zweck vons Ganze? Farbtönungen besser aufzuspüren. Blau oder nicht blau(e 120er), das ist hier die Frage...

Elmar hat schon recht, der ganze HK ist blau, und bei der 120er sieht man es wohl vor allem deswegen besser, weil sie breiter ist. Der HK links davon führt nach oben in den eher rötlichen Teil des Himmels. Führe er geradeaus nach links unten, wäre er vermutlich gleich blau wie der rechte Teil.



Bertram

[Claudia Hinz]

Hier mal eine Abhandlung zum Thema:

http://dl.dropbox.com/u/3038661/120grad-Nebensonne.pdf

Claudia

[Elmar Schmidt]

Danke Claudia,

wußte von dem Paper, kam nur nicht ran, ohne zu bezahlen. Es ist selbst nach neun Jahren das letzte wissenschaftlich gültige Wort zum Thema, nur erweitert um die unpubliz.(?) Simulationen Riikonens zum Blauen Kreis der Lampenhalos. (In meinem ersten Eintrag hatte ich die Kernpunkte beider Arbeiten in etwa auch referiert, wenngleich "ohne Gewähr".)

Im Kontext dieses Fadens entnahm ich dem pdf noch folgendes:

- Gleichung (1) und Diagramm 2 zeigen die Lage (Azimut) des Blauen Flecks;

- die Überlagerung der 120-Grad-NS mit ihm tritt demnach für eine Sonnenhöhe bei 12 Grad auf, das wurde aber anscheinend noch nie beobachtet;

- die Intensität des HK folgt (klarerweise) der Zahl orientierter Kristalle längs der Sichtlinie, und bei weniger von diesen kann das Himmelsblau durchscheinen und ihn scheinbar färben;

- eine konkurrierende Färbungstheorie von Können und Tinbergen infolge Doppelbrechung KÖNNTE für blaue Kanten des HK sorgen, das aber am stärksten für Azimute zw. 90 und 120 Grad, erklärt demnach den Blauen Fleck (und Streifen) jenseits 115 Grad i.a. nicht (ich vermute im übrigen, daß es das ist, was Eva über Färbung durch "Beugung" berichtet hat; denn sekundäre Koronen kann ich mir nicht recht erklären, müßten sie dann auch bei viel helleren Halos auftreten)

Also, Vorhang zu, und viele Fragen offen...?

Gruß Elmar