U nedostatku meteoroloških zanimljivosti u vidu kiše ili neverina, danas se na nebu mogli vidjeti nekoliko optičkih fenomena.
Na nebu danas nije bilo kišonosni oblaka, ali je bilo onih najviših - cirusa i cirostratusa.
Osobito se nad srednjodalmatinskim otocima moga mogla vidjeti "kružnica" oko Sunca, koja se zove sunčev halo. Ona je prividno okružila cijelo Sunce te je trajala i nekoliko sati.
Radi se, naravno, o lomu svjetlosti na kristalićima leda jer se oblaci na toj visini mogu sastojati isključivo od leda pri temperaturama koje su i više desetaka stupnjeva ispod ništice.
No još zanimljiviju pojavu mogli su vidjeti Bračani tijekom dana. Naime, visoki oblaci - cirusi, povremeno su dobivali intenzivne "dugine" boje. Radi se o pojavi znanstvenicima odavno poznatoj pod nazivom cirkumhorizontalni luk. U narodu se još naziva vatrena duga.
Što je to zapravo?
Mehanizam njegovog nastanka sličan je poznatijem halou (prstenu oko Sunca) i vrlo različit od mehanizma nastanka duge; dok potonja nastaje refrakcijom svjetlosti na kapljicama vode, halo i slične pojave nastaju lomom svjetlosti na kristalićima leda. Ovo je temeljna razlika između duge i cirkumhorizontalnog luka, ujedno i objašnjenje zašto naziv vatrena duga nije točan.
- Duga nastaje lomom Sunčeve svjetlosti na kapljicama vode, najčešće kada Sunce obasjava kišu.
- Cirkumhorizontalni luk (i druge srodne pojave) nastaju lomom Sunčeve svjetlosti na kristalićima leda.
Cirkumhorizontalni luk može se vidjeti kada visoko na nebu lebde sitni kristalići leda u obliku šesterokutnih pločica. Zbog molekularnih svojstava vodenog leda, svi su atmosferski ledeni kristali u pravilu šesterokutne prizme čija svaka stranica leži pod kutem od 60° u odnosu na susjednu i pod 90° u odnosu na baze. Bez obzira na njihov konačan oblik i veličinu, kutevi njihovih stranica uvijek su isti i upravo su zbog te činjenice haloi, pasunca i razni drugi lukovi lako predvidljivi i moguće ih je jednostavno matematički simulirati. Otuda dolaze i boje: kristalići su prizme, a znamo što se događa svjetlosti kad prolazi kroz prizmu – svaka valna duljina svjetlosti lomi se malo drugačije, pa dobivamo spektar boja.
Da bi se pojavio cirkumhorizontalni luk, na nebu se moraju nalaziti cirusi i cirostratusi. To su visoki i tanki oblaci između 5 i 10 kilometara iznad tla. Osim toga, njihovi ledeni kristalići moraju biti u obliku pločica. Ima ih jako mnogo i različitih su oblika, ali kutevi njihovih stranica uvijek su isti, a približno im je jednaka i orijentacija: njihove su baze u načelu usporedne s tlom. Sunčeva svjetlost ulazi u kristale kroz jednu od manjih, okomitih stranica, lomi se i izlazi kroz donju bazu, rastavljena na svoje sastavne boje. Rasap je čišći nego u slučaju obične duge i boje su izraženije.
Nikakva vatra ovdje, dakako, ne igra ulogu. Pretpostavlja se da je izvorni autor naziva vatrena duga upotrijebio tu riječ zbog toga što se cirkumhorizontalni luk javlja na pramenovima cirusa, koji mogu donekle nalikovati plamenovima vatre.
Koliko je ta pojava rijetka?
Osim vrste i orijentacije ledenih kristala, još jedan uvjet mora biti zadovoljen za pojavu cirkumhorizontalnog luka: visina Sunca. Zrake Sunčeve svjetlosti u kristal moraju upasti pod kutem većim od 58° da bi se mogle prelomiti i izaći kroz donju bazu. Ako je Sunce niže na nebu od toga, svjetlost ne izlazi kroz donju bazu već se odbija od nje natrag u unutrašnjost kristala. Odavde potječe tvrdnja da je cirkumhorizontalni luk “najrjeđa optička pojava u atmosferi” ili “najrjeđa vrsta ledenih haloa”. To je djelomično točno i ovisi o zemljopisnom položaju promatrača.
Budući da Sunce mora biti najmanje 58° visoko na nebu da bi se vidio cirkumhorizontalni luk, on se rijetko vidi iz središnje Europe, te nikada sjevernije od Kopenhagena (koji leži na 55° sjeverno). Uvjeti stvaranja cirkumhorizontalog luka izravno ovise o broju dana u godini tijekom kojih Sunce dostiže visinu od 58° ili višu, a broj tih dana pak ovisi o zemljopisnoj širini promatrača. Na zemljopisnoj širini Zagreba, cirkumhorizontalni luk može se teoretski vidjeti tijekom nešto više od 300 sati godišnje i to oko podneva u tjednima i mjesecima oko ljetnog solsticija, kad je Sunce najviše na nebu. Situacija je mnogo povoljnija za promatrače na južnijim širinama: stanovnici Houstona na 30° sjeverno ovu pojavu mogu vidjeti tijekom 750 sati godišnje. Stoga je cirkumhorizontalni luk relativno rijetka pojava u većem dijelu Europe, ali češća u SAD-u koji najvećim dijelom teritorija leži između 30° i 45° sjeverne zemljopisne širine.
Je li, stoga, točna tvrdnja da se radi o “najrjeđoj” atmosferskoj pojavi? Jest ako se nalazite sjevernije od 58°, ali općenito govoreći nije. Postoje brojne rjeđe pojave koje nastaju na sličan način: halo polumjera 46°, Lowitzovi, Kernovi, Parryjevi i Moilanenovi lukovi, pasunca na 44 i 120°…
Dakle, uvjeti koji moraju biti zadovoljeni da bi se vidio cirkumhorizontalni luk:
- Zemljopisni položaj. Promatrač se mora nalaziti na zemljopisnoj širini južnije od približno 58° sjeverno.
- Oblaci. Na nebu se moraju nalaziti visoki i tanki cirusi i cirostratusi.
- Veličina i orijentacija ledenih kristalića. Oblaci moraju biti sastavljeni od kristalića leda u obliku šesterokutnih pločica čije su baze položene usporedno s tlom.
- Visina Sunca. Sunce mora biti 58° ili više na nebu.
Želite li vidjeti cirkumhorizontalni luk, potražite ga između travnja i kolovoza oko podneva kad je Sunce visoko na nebu i kada su na nebu prisutni oblaci iz roda cirusa. Uvijek će se vidjeti 40-ak stupnjeva ispod Sunca.
Cirkumzenitalni luk
Pojava srodna cirkumhorizontalnom luku, i također ponekad zvana vatrenom dugom, je cirkumzenitalni luk (eng. circumzenithal arc, CZA). On nastaje kada je Sunce niže od 32° na nebu. Radi se o kristalima iste veličine i orijentacije kao i kod cirkumhorizontalnog luka, no zbog niže visine Sunca svjetlost u njih ulazi kroz gornju bazu, lomi se i izlazi kroz bočnu stranicu. Kad je Sunce bliže obzoru, cirkumzenitalni luk je veći, uži i sjajniji, a kad je Sunce više (no unutar granice od 32°) deblji je, kraći i manje sjajan. Najbolje se vidi kad je Sunce oko 20° visoko.
I za kraj…
Ponekad ćete čuti priče o tome kako se ove pojave ne mogu vidjeti ljeti jer je temperatura previsoka za oblikovanje ledenih kristala u oblacima, ili kako to uopće nisu prirodne pojave već rezultat <umetnite-čega-po-želji> što se u oblacima nalazi isključivo <umetnite-čijim-po-želji> djelovanjem. Na to nećemo trošiti više od jedne rečenice. Prvo, temperatura zraka pri tlu nema veze s temperaturom zraka na visini cirusa, i drugo, a kako bi onda trebao izgledati lom svjetlosti kroz milijarde i milijarde sitnih kristalića od kojih se svaki ponaša kao prizma? Optičke pojave u atmosferi su prekrasne, savršeno prirodne i ponekad toliko neobične da se naizgled kose sa zdravim razumom. Uhvatite li neku od njih, pošaljite nam fotografiju ili objavite opažanje na Crometeo forumu.
Dodatak
Cirkumhorizontalni luk ne treba miješati s iridescentnim oblacima.
Usprkos sličnosti na prvi pogled, raspored boja u cirkumhorizontalnom luku uvijek je kao i kod duge, dok su boje iridescentnih oblaka više nasumične. Iridescenciju altokumulusa, cirokumulusa, lećastih oblaka ili cirusa stvaraju sitnije kapljice vode ili kristalići leda manji od onih koji uzrokuju haloe i slične pojave.
