Elliptische Halos (Diskussion)

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Claudia Hinz
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Elliptische Halos (Diskussion)

Beitrag von Claudia Hinz » 12. Jan 2011, 21:42

Hallöchen,

da wir gerade so schön am theoretischen Diskutieren sind, möchte ich die beim Halotreffen ebenfalls begonnene Diskussion zu den elliptischen Ringen fortsetzen.

Die gängige Theorie sind ja dendritische Kristalle (Sagt man des so?), welche die noch von Lynch, Gedzelmann und Fraser publizierte Theorie, daß es sich um schwingende Plättchen handelt, abgelöst hat (siehe Beispiel auf Les' Seite: http://www.atoptics.co.uk/fz409.htm)

Als ich damals "meine" elliptischen Halos in vom Inntalnebel hochwehenden Eiskristallen gesehen habe, konnte ich auf meiner schwarzen Jacke ausschließlich lange dünne Eisnadeln entdecken (siehe auch http://www.meteoros.de/download/meteoro ... 006_05.pdf , S. 11ff)-

Nun habe ich heute auf der Suche nach was anderem ein paar Anhandlungen von Lenggenhager gelesen und bin dabei auf folgendes gestossen:

Bild

Es geht zwar um ein anderes Thema, aber letztendlich beschreibt er die Lichtsäule genauso, wie ich sie unterhalb gesehen habe, elliptisches Erscheinungsbild, aber nur als helle Fläche und nicht als abgegrenzte Ringe wie oben.

Bild

Bisher haben alle abgewunken, als ich von den dünnen Eisnadeln erzählt habe, aber vielleicht ist es ja doch der Schlüssel zu den elliptischen Eisnebelhalos. Ich denke nämlich, daß es sich vielleicht um zwei verschiedene Erscheinungen handeln könnte, denn die beiden bisher beobachteten elliptischen Eisnebelhalos sehen ziemlich gleich aus, während bei den normalen elliptischen Halos jedes einen anderen Durchmesser und Größenverhältnis hat.

Werde mir in absehbarer Zeit mal alle Berichte von Lenggenhager besorgen, denn dies war ein Kollege von der Wetterwarte Säntis und hat sicher auch öfter so seltsames Zeugs beobachtet hat, wie ich ;o) Vielleicht finden sich in seinen Abhandlungen noch mehr Hinweise oder ähnliche Beobachtungen.

LG Claudia
Zuletzt geändert von Claudia Hinz am 15. Jan 2011, 11:21, insgesamt 1-mal geändert.

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Elmar Schmidt
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Beitrag von Elmar Schmidt » 12. Jan 2011, 23:02

Oha, schon wieder ein heißes Eisen.

Tape kann sie sich im Angle x - Buch mangels Belegen für so flache Pyramidalkristalle (x = 80 deg) nicht als Brechungshalos erklären und spekuliert auch nicht weiter.

Die Reflexionstheorie von Gedzelman mit den kreiselnden Plättchen scheint mir nur den Ellipseneffekt zu erklären ohne weitere Vorhersagen, so etwas gilt wissenschaftlich i.a. nicht als starke Evidenz.

Die Nadeln nachzugehen ist daher sicher angebracht, und wenn solche Kristalle gefunden wurden, ist das doch mehr als ein Hinweis.

Schick mal welche runter vom Berg!

Gruß Elmar

Michael Ellestad
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Elliptical halos in USA

Beitrag von Michael Ellestad » 13. Jan 2011, 00:34

Hey Claudia,

Don't want to forget about the elliptical halos I got in as well. I got ellipses in the years 2005, 2008, and 2009.


Regards,

Michael

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Claudia Hinz
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Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2011, 10:12

Dear Michael,

I think that the elliptical halos in Cirrus and the slim and always similarly elliptical halo in diamond dust have not the same reason. I've found long ice needles during my observation and now I found a another hint, that ice needles could produce elliptical light area.

I think that all you elliptical halos looks another?

Best wishes
Claudia

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Claudia Hinz
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Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2011, 10:13

@Elmar: Hab irgendwie das Gefühl, bei Lenggenhager noch mehr zu finden. Freu mich schon af all die Berichte.

Ich kann Dir leider heute nur Hydrometeore schicken :o((((

LG Claudia

Alexander Haußmann
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Beitrag von Alexander Haußmann » 13. Jan 2011, 13:17

Dear all,

it seems to be a good idea to establish an up-to-date database containing all available reports/photos of elliptical halos at first, especially the newer ones from the last years. Up to now, I don't have any helpful ideas on this subject. However, the ellipticity reminds me a little of how the ordinary subsun looks like: Randomly tilted reflecting crystal faces give rise to an elliptical image. But I need to go through the old Lynch paper and the newer explanantions on Les' site in detail.

Kind regards,
Alex

Michael Ellestad
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Alto cumulus

Beitrag von Michael Ellestad » 13. Jan 2011, 23:39

Claudia,

Elliptical halos have not been reported in cirrus that I know of. So far all elliptical halos that I have photographed were in precipitating Alto-cumulus AC clouds. If you folks are interested inusing my images and reports for the elliptical halo database feel free to contact me. I'd be happy to contribute

Regards,

Michael

Alexander Haußmann
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Beitrag von Alexander Haußmann » 14. Jan 2011, 19:00

Hallo,

inzwischen habe ich mal etwas über das Thema eingelesen. Es scheint im wesentlichen zwei Theorien zu geben:

1) Schwingende oder kreiselnde Plättchen, die zunächst mal Bottlinger-Ringe um die Untersonne erzeugen. Diese werden dann durch ruhende Plättchen "hochgespiegelt" (Zweifachstreuung, Lynch et al.).

2) Brechungshalos in (ausgerichteten) Pyramidenkristallen mit x um 80°, also sehr untypischen Pyramiden (Les Cowley). Bei den bekannten 9°-, 18°- usw. -Ringen liegt x bei 28°.

Persönlich tendiere ich eher zur ersten Theorie, auch wenn diese als überholt gilt (was waren da eigentlich die entscheidenden Kritikpunkte?). Untersonne und Nebensonnen sind die hellsten Halos, von daher prädestiniert für sichtbare Zweifachstreuungseffekte (siehe 44°-Nebensonnen).

Bei den Pyramiden stört mich die merkwürdige Form, die kristallographisch sehr unwarscheinlich ist. Möglichweise können Dendriten (also sowas in Richtung Schneeflocke) effektiv auf das Gleiche hinauslaufen.

Die von Claudia beobachteten Eisnadeln weisen nicht gerade auf die exotischen Pyramiden oder Dendriten hin. Lynch et al. argumentierten auch mehr in Richtung Plättchen. Zugegeben, mit Reflexion wird es schwer, die manchmal beobachteten (matten) Farben zu erklären. Vielleicht könnte man die Beugung verantwortlich machen, so wie ich das auch bei Bertrams rot umrandeter Untersonne glaube.

Am liebsten wäre mir natürlich, selbst mal solche Halos zu beobachten, um irgendwie ein Gefühl für diese Dinger zu bekommen.

Gruß, Alex.

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Bertram Radelow
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Beitrag von Bertram Radelow » 14. Jan 2011, 23:37

Hi Claudia,

interessanterweise sehen die im atoptics-Link im Eröffnungsposting abgebildeten Kristalle so aus wie ich es schon länger für Lichtsäulen postuliere. Mir war irgendwie entgangen, dass Les sie so schon länger abbildet. Genau genommen müssten die Ober- und Unterseiten nicht völlig eben (aber gekippt) sein, sondern noch gekrümmt, um die Lichtsäule in vertikaler Richtung weiter auszudehnen. Deine Elliptischen waren ja auch mit Lichtsäulen verknüpft.

Das steht natürlich in krassem Widerspruch zu Deiner Beobachtung mit den Säulchen. Die Frage ist jetzt recht simpel: Wie bekomme ich Säulchen dazu, sich optisch so zu verhalten wie diese im atoptics-Link gezeigten flachen "Pyramidal"-Plättchen? Alles folgende ausdrücklich nur meine Meinung/Vermutung ohne Anspruch auf absolute Gültigkeit:

Es funktioniert nur mit schiefen Winkeln. Und wie bekomme ich die? Das Studium von Eiskristallbildern im WWW ist ernüchternd: Es gibt viele Abbildungen von Nadeln mit kegelförmigen Lufteinschlüssen, z.B.:

Bild
(hollow columns, sheaths)
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:Jw2e ... olumns.jpg
(muss man anklicken - ich hoffe, der Link klappt)

Ich nehme an, dass kein derzeitiges Simulationsprogramm diese Nadeln mit trichterförmigen Lufteinschlüssen berücksichtigen kann. Das Ergebnis wäre jedenfalls extrem interessant , sowohl für "normale" als auch für Parry-Orientierung.

Irgendwann fange ich mal an, selber ein Programm zu schreiben...

Winston Churchill: traue keiner Statistik die du nicht selber gefälscht hast
ich: traue keiner Simulation, die du nicht selber gefälscht hast

8)

Bertram

Karl Kaiser
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Hollow columns halo simulation

Beitrag von Karl Kaiser » 15. Jan 2011, 07:29

Lieber Bertram!

Gerade vor wenigen Tagen wurde von Nicolas Lefaudeux eine Simulation zum Thema "Hollow columns halo simulation" auf http://www.ursa.fi/blogit/ice_crystal_halos/index.php gepostet. Das passt genau zu deinem Posting.

Herzliche Grüße aus Schlälgl von

Karl

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Bertram Radelow
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Beitrag von Bertram Radelow » 15. Jan 2011, 07:55

hi Karl,

Danke für den Tipp, hatte ich noch nicht gesehen. Und was sehen meine entzündeten Augen auf der Zemax-Simulation (rechts) rund um die Sonne? Irgendwie so etwas wie das was Claudia gesehen hat, und was bei massiven Säulchen wohl nicht vorkommt. :P
Ich nehme an, dass die Halopoint-Simulation (links) den Lichtweg gar nicht berücksichtigt, weil sie ja keinerlei Unterschiede zwischen massiv und hohl macht.
Ich sach ja - alles muss man selber fälschen... 8)

Bertram

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Claudia Hinz
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Beitrag von Claudia Hinz » 15. Jan 2011, 11:12

Hallo,

vielen Dank für Eure vielen interessanten Beiträge und theoretischen Betrachtungen.

Könnte mich ja in den A... beißen, daß ich nicht darauf geachtet habe, ob die Säulchen hohl waren oder nicht. Mir war nur aufgefallen, daß sie ungewöhnlich lang waren. Leider hatte ich auch damals eine Kompaktkamera ohne Makro und konnte sie nicht ablichten. Wird also Zeit, daß sich so ein Ding mal wieder zeigt.

Auf jeden Fall scheint unsere Diskussion zu bestätigen, daß die Virga-Ellipsen und die Eisnebel-Schlank-Ellipsen unterschiedliche Ursachen haben. Ich werde mal noch die finnische Beobachtung einscannen, dann haben wir schon zwei Beispiele.

Und Bertram ... bitte Augen auf, gell? So hold, wie Dir das Glück immer ist, solltest Du die Dinger auch bald sehen.

LG Claudia

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Beitrag von Claudia Hinz » 15. Jan 2011, 13:44

Da fällt mir noch ein ... ich hatte kurz vor Weihnachten nochmal eine ähnliche Situation - Eisnadeln aus dem Inntal - und dachte eigentlich, es klappt nochmal mit den elliptischen ... mehrfach sah es auch so aus, als wöllte es ... aber nix ...

Bild

Aber auch an diesem Tag hatte die Untersonne wieder eine starke Ellipsenform:

Bild

Vielleicht hat die Menge an hochgetriebenen Eiskristallen einfach nicht ausgereicht oder die Nadeln waren nicht hohl genug ... aber eine Art Vorstufe war es sicher ...

Temperatur hatte ich mir mit -22°C notiert.

LG Claudia (die sich lieber nicht ausmalen mag, was diese Eiskristalle alles am Sudelfeld gebracht haben...)

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Claudia Hinz
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Beitrag von Claudia Hinz » 15. Jan 2011, 15:49

Habe auf der Suche nach was anderem (wie so oft) im Buch "The Snowflake" von Kenneth Liebbrecht einen Abschnitt über Hollow Columns gefunden: http://dl.dropbox.com/u/3038661/Fotos/IMG_2599.jpg

Daß sie nur bei einer Temperatur von -5°C entstehen, könnte erklären, warum sie so selten sind. Andererseits könnte man bei entsprechenden Temperaturen gezielt danach Ausschau halten.

Auf dem Wendelstein ist das leider schwierig, da die Dinger meist von unten nach oben wehen und es nicht abschätzbar ist, welche Temperaturen unter der Wolkendecke herrschen, aber auf dem Sudelfeld werden wir mal vermehrt darauf achten...

LG Claudia

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Reinhard Nitze
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Beitrag von Reinhard Nitze » 15. Jan 2011, 17:23

Hallo Claudia!

Also zumindest haben wir im Duselfeld, ähem, Sudelfeld (den Verschreiber musste ich jetzt drin lassen :lol: ) solche Kristalle schon mal beobachtet:

Bild

Bild

Bild

Sind natürlich etwas kurz, aber das muss ja nicht immer so sein...

Vielleicht gibt es ja das nächste Mal etwas Frost in über 1000 Metern Höhe... :wink:

Viele Grüße, Reinhard!

Alexander Haußmann
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Beitrag von Alexander Haußmann » 15. Jan 2011, 17:28

Hallo allerseits,

Simulationen für Kristalle mit Lufteinschlüssen sind sicher ein Schritt nach vorn für die ganze Halobranche, wahrscheinlich aber nicht ganz einfach zu programmieren (Nicolas Lefaudeux schreibt ja auch, dass seine Rechnungen noch ziemlich lange dauern). Was mich noch beschäftigt, ist die Formvariation der Einschlüsse. Kaum zwei Kristalle sehen gleich aus, und ich will nicht mutmaßen, was von den Einschlusseffekten über viele Kristalle gemittelt übrigbleibt.

Aber bei so seltenen Erscheinungen wie den elliptischen Ringen kann es auch möglich sein, dass die Kristalle unwahrscheinlicherweise alle ähnliche Einschlüsse haben, wer weiß? Allerdings würde ich noch gern bei der Simulation einen vergrößerten Blick auf die Sonnenumgebung werfen können.

Jedenfalls sollten auch die älteren Theorien nicht ganz aus dem Blickfeld geraten. Gesetzt den Fall, bei Claudias Beobachtung wären 99% Eisnadeln und 1% Kristalle für elliptische Ringe in der Luft gewesen. Dann wird es mit der Interpretation der Funde schwierig.

Gruß, Alex

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Claudia Hinz
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Beitrag von Claudia Hinz » 15. Jan 2011, 18:06

Nein, es waren auch Schneesterne dabei, ähnlich Reinhards Smilie-Stern:
http://www.meteoptix.de/smile3.jpg

Ich kann mir nur nicht vorstellen, daß die optisch relevant waren.

Was ich nicht ausschließen kann, ist allerdings, daß im Halobereich andere Kristalle waren, als bei mir, da ja das Halo doch etwas von mir weg war und direkt vom Inntalnebel gespeist wurde, während ich an meinem Beobachtungsplatz nur ein paar einzelne durch die Luft fliegende Kristalle fangen konnte.

Aber ich bleibe trotzdem mal den Hollow needles auf der Spur, denn wie schon erwöhnt, denke ich, daß es sich um zwei unterschiedliche Erscheinungen handelt, denn die virga-Ellipsen sehen völlig anders aus.

@Reinhard: Wow, da haben wir damals gar nicht so drauf geachtet. Ach wenn wir nur einen Hauch von Sonne gehabt hätten ... naja, nächste Woche gehts mit den Temperaturen wieder abwärts ...

LG Claudia

Alexander Haußmann
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Beitrag von Alexander Haußmann » 17. Jan 2011, 20:59

Hallo allerseits,

ich hab noch etwas recherchiert und bin auf die Veröffentlichung von Sillanpää et al. von 1999 gestoßen - dort wird die ältere Theorie der schwingenden und kreiselnden Plättchen zugunsten der stumpfen Pyramiden "demontiert". Von diesen merkwürdigen Kristallen wurden sogar Replikate in Klarlack angefertigt und vermessen. Allerdings werden diese Formen heutzutage als sehr unwahrscheinlich eingestuft, so z. B. bei Les Cowley: http://www.atoptics.co.uk/fz154.htm. Ich kann mir da keinen abschließenden Reim drauf machen.

Was die hohlen Säulen betrifft, so habe ich dem Nicolas Lefaudeux noch einen Kommentar ins Blog geschrieben, ob er noch eine Nahaufnahme der Gegend um die Sonne zeigen kann.

Es darf also weiter gerätselt werden.

Gruß, Alex

Michael Ellestad
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Beitrag von Michael Ellestad » 18. Jan 2011, 00:20

Alexander,

I got that one in 2008 and was visible for over 2 hours. I also in a way time lapsed it as well and as the crystal cloud layer created by the precipitating AC clouds moved the halo changed its size and also at times I would see two ellipses and one time three. in 2009 I got 4 elliptic halo observations. 2005 however was the first time I got elliptical halo and it was the first in the USA since 1987 and I got 2 observations in 2005

Alexander Haußmann
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Beitrag von Alexander Haußmann » 19. Jan 2011, 22:29

Hello Michael,

did you ever notice any "normal" halos that occured together with the ellipses? From Nicolas' simulations it is quite obvious that we still should get strong column arcs (upper tangent, supralateral...) in case of hollow columns. It might be worth checking any accompanying halos in order to test this hypothesis for elliptic rings.

Kind regards,
Alex

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