Un arco circunhorizontal es un fenómeno óptico que pertenece a la familia de los halos de hielo formados por la refracción de la luz solar o la luz de la luna en cristales de hielo en forma de placa suspendidos en la atmósfera, típicamente en cirros o cirrostratos . En su forma completa, el arco tiene la apariencia de una gran banda de colores de espectro brillante (el rojo es el color más alto) que corre paralela al horizonte, ubicada muy por debajo del Sol o la Luna. La distancia entre el arco y el Sol o la Luna es el doble que el halo común de 22 grados.. A menudo, cuando la nube que forma el halo es pequeña o irregular, solo se ven fragmentos del arco. Como ocurre con todos los halos, puede ser causado tanto por el Sol como por la Luna (pero con mucha menos frecuencia). [1]
Otros nombres actualmente aceptados para el arco circunhorizontal son arco circunhorizontal o arco de placa simétrico inferior de 46 ° . [2] El término engañoso " arco iris de fuego " se usa a veces para describir este fenómeno, aunque no es un arco iris ni está relacionado de ninguna manera con el fuego. El término, aparentemente acuñado en 2006, [3] puede originarse en la aparición ocasional del arco como "llamas" en el cielo, cuando se produce en cirros fragmentarios. [4]
Formación
El halo está formado por la luz solar que entra en cristales de hielo hexagonales planos orientados horizontalmente a través de una cara lateral vertical y sale por la cara inferior casi horizontal (el grosor de la placa no afecta la formación del halo). En principio, los cristales de columna orientados por Parry también pueden producir el arco, aunque esto es raro. La inclinación de 90 ° entre las caras de entrada y salida de los rayos produce colores espectrales bien separados. El arco tiene una extensión angular considerable y, por lo tanto, rara vez está completo. Cuando solo los fragmentos de una nube cirro están en la posición apropiada del cielo y el sol, pueden parecer brillar con colores espectrales. [5]
Frecuencia
La frecuencia con la que se ve un arco circunhorizontal depende de la ubicación y la latitud del observador. En los Estados Unidos es un halo relativamente común, visto varias veces cada verano en cualquier lugar. Por el contrario, es un fenómeno poco común en el norte de Europa por varias razones. Aparte de la presencia de nubes que contienen hielo en la posición correcta en el cielo, el halo requiere que la fuente de luz (Sol o Luna) esté muy alta en el cielo, a una elevación de 58 ° o más. Esto significa que la variedad solar del halo es imposible de ver en ubicaciones al norte de 55 ° N o al sur de 55 ° S. Un arco circunhorizonte lunar podría ser visible en otras latitudes, pero es mucho más raro ya que requiere una Luna casi llena para producir suficiente luz. En otras latitudes, el arco circunhorizontal solar es visible, durante mayor o menor tiempo, alrededor del solsticio de verano. Aquí se pueden buscar ranuras de visibilidad para diferentes latitudes y ubicaciones . Por ejemplo, en Londres, Inglaterra, el sol solo está lo suficientemente alto durante 140 horas entre mediados de mayo y finales de julio, mientras que Los Ángeles tiene el sol a más de 58 grados durante 670 horas entre finales de marzo y finales de septiembre.
Arcos circunhorizontales artificiales
Un experimento con un vaso de agua (conocido desde al menos 1920) puede modificarse ligeramente para crear un arco circunhorizontal artificial. Iluminar bajo un ángulo muy pronunciado desde debajo de la cara lateral de un vidrio cilíndrico casi completamente lleno de agua refractará la luz en el agua. El vaso debe situarse en el borde de una mesa. La segunda refracción en la interfaz superior agua-aire proyectará una hipérbola en una pared vertical detrás de ella. La refracción total es entonces equivalente a la refracción a través de un cristal de placa hexagonal vertical cuando se tiene en cuenta el promedio de rotación. A continuación, aparecerá proyectado en la pared un colorido arco circunhorizontal artificial. El uso de una pantalla de proyección esférica resultará en una analogía más cercana a la contraparte del halo natural. [6] Se pueden crear otros halos artificiales por medios similares.
Fenómenos ópticos similares
Los arcos circunhorizontales, especialmente cuando solo se pueden ver fragmentos, a veces se confunden con la iridiscencia de las nubes . Este fenómeno también hace que las nubes parezcan multicolores, pero se origina por difracción (típicamente por gotas de agua líquida o cristales de hielo) en lugar de refracción . Los dos fenómenos se pueden distinguir por varias características. En primer lugar, un arco circunhorizonte siempre tiene una ubicación fija en el cielo en relación con el Sol o la Luna (es decir, debajo de él en un ángulo de 46 °), mientras que la iridiscencia puede ocurrir en diferentes posiciones (a menudo directamente alrededor del Sol o la Luna). En segundo lugar, las bandas de color en un arco circunhorizonte siempre corren horizontalmente con el rojo en la parte superior, mientras que en la iridiscencia son mucho más aleatorias en secuencia y forma, lo que sigue aproximadamente los contornos de la nube que lo causa. Por último, los colores de un arco circunhorizonte son puros y espectrales (más que en un arco iris), mientras que los colores en la iridiscencia de las nubes tienen un aspecto más descolorido, "nácar".
También puede surgir confusión con otros miembros de la familia del halo, como los perros del sol o el arco circumzenithal , pero estos son fácilmente descartados por sus posiciones completamente diferentes en relación con el Sol o la Luna. Más difícil es la distinción entre el arco circunhorizontal y el arco infralateral , los cuales se superponen casi por completo cuando el Sol o la Luna están a gran altura. La diferencia es que el arco circunhorizontal siempre corre paralelo al horizonte (aunque las imágenes generalmente lo muestran como una línea curva debido a la distorsión de la perspectiva ), mientras que el arco infralateral se curva hacia arriba en sus extremos. [5]
Galería
Un halo circunscrito o de 22 ° (arriba) junto con un arco circunhorizonte (abajo), fotografiado en México
Fotografiado en Ravenna, Michigan
Fotografiado en Hocking Hills , Ohio
Fotografiado en Banjarmasin , Indonesia
Fotografiado en Emerald Isle, Carolina del Norte
Fotografiado en el Parque Las Heras , Buenos Aires , 5 de diciembre de 2017.
Fotografiado en Wrightsville, Pensilvania, en julio de 2016.
Ver también
- Halo (fenómeno óptico)
- Sundogs
- Iridiscencia de la nube
- Arco circunzenithal
- Nube estratosférica polar
Referencias
- ^ http://www.atoptics.co.uk/fz643.htm
- ^ Tape, Walter y Moilanen, Jarmo - 'Halos atmosféricos y la búsqueda del ángulo x', Unión geofísica americana, 2006 - pp196-7
- ^ Les Cowley. "Arco circunhorizonte" . atoptics.co.uk . Consultado el 19 de mayo de 2012 .
- ^ "Arco iris de fuego" . Departamento de Geografía de UC Santa Bárbara. 29 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2011 . Consultado el 19 de mayo de 2012 .
- ^ a b Les Cowley. "Arco circunhorizonte" . Óptica atmosférica . Consultado el 22 de abril de 2007 .
- ^ Markus Selmke y Sarah Selmke (2017). "Arcos artificiales circumzenithal y circumhorizontal". Revista estadounidense de física . Revista estadounidense de física, vol. 85, número 8, p.575-581. 85 (8): 575–581. arXiv : 1608.08664 . Código bibliográfico : 2017AmJPh..85..575S . doi : 10.1119 / 1.4984802 .
enlaces externos
- Óptica atmosférica - Arco circunhorizonte
- ¿Qué tan raros son? Cuándo verlos.
- Óptica atmosférica - Galería de imágenes
- Arco circunhorizontal - Arbeitskreis Meteore eV
- Arco circunhorizontal - Fotografía meteorológica de Harald Edens
- Imágenes de arcos artificiales de Parry circunhorizontal, circumzenithal y suncave
- Experimentos de luz de Gilbert para niños - (1920), p. 98, Experimento No. 94