Kees Floor, Zenit januari 2013. 1 reactie.

De hurricane Sandy eiste eind oktober veel slachtoffers en veroorzaakte ongekend veel schade. Aan de randen van de orkaan waren echter schitterende halo's te zien met soms uiterst zeldzame componenten.

Sandy was de meest spraakmakende hurricane (lit. 1) van het per 1 december officieel beëindigde seizoen 2012. De orkaan eiste eind oktober talrijke slachtoffers op Jamaica, Haïti en Cuba. Nadat ze vervolgens hurricane af was en de kenmerken van een stormdepressie van de gematigde breedten had aangenomen, hield ze huis langs de oostkust van de Verenigde Staten, waar ze op 29 oktober aan land ging,. De bijbehorende stormvloed bereikte eerder die dag New York; het water stond in de straten en de ondergrondse. De ravage was overal enorm, velen werden dakloos en anderen zaten geruime tijd zonder elektriciteit.
Satellietbeelden toonden een in dit soort gevallen gebruikelijk beeld van de bovenzijde van de orkaan, met, rond het hoogtepunt van de activiteit, het wolkenloze oog en de op de hogere niveaus uitwaaierende sluierbewolking (cirrus). Ook nadat op 29 oktober de hurricane was overgegaan in een gewone stormdepressie, bleef een cirrusscherm aanwezig, zoals het satellietbeeld van 30 oktober laat zien.

(muis naast beeld):. Sandy's superhalo, een samengestelde halo waargenomen op 30 oktober 2012 in Huntsville, Alabama, in het cirrusdek van de in een gewone depressie overgegane hurricane Sandy. (Foto: David Hathaway NASA/MSFC) (muis op beeld): De componenten van Sandy's superhalo, geordend op toenemende zeldzaamheid van optreden: : a: kleine kring of kring van 22 graden. b: bijzon. c: bovenraakboog aan de kleine kring. d: circumzenitale boog. e. bijzonnenring of parhelische ring. f. bovenzijdelingse raakboog aan de grote kring of supralaterale boog. g: (boven zonconcave) boog van Parry. h. boog van Wegener.	Satellietbeeld van 30 oktober 2012 van het oosten van de Verenigde Staten met Sandy, de hurricane die een dag eerder was overgegaan van een hurricane naar een stormdepressie. Het cirrusscherm van Sandy strekt zich onder andere uit over Huntsville, Alabama, waar de halo-opname werd gemaakt. Instrument: VIIRS. Satelliet: Suomi-NPP. (Bron: NASA/Ocean Color Web).	(muis naast beeld) Detail van het satellietbeeld hiernaast. De grenzen tussen de verschillende staten in het zuidoosten van de VS zijn ingetekend in zwart, zodat o.a. Alabama gemakkelijker is terug te vinden. In het troebele zeewater voor de kusten van Florida, Georgia en South Carolina zweeft sediment dat omhoog is gewoeld door de golven die door Sandy waren opgewekt. (muis op beeld): Ligging van Huntsville, Alabama.

Halo's
De bewolking van zo'n cirrusscherm bestaat uit kleine ijskristallen, die in de lucht zweven of langzaam naar beneden vallen. De ijskristallen zijn zeshoekig. Veel voorkomende basisvormen zijn het zuiltje (onder) en het plaatje; in de tekening zijn ze weergegeven in de evenwichtsstand die ze tijdens het vallen en zweven vaak aannemen. Zonlicht kan tegen de zijvlakken van de kristallen terugkaatsen. Daarnaast kan het licht door zo'n kristal heen vallen, waarbij kleurschifting optreedt, net als bij een prisma.
Door de wisselwerking tussen het zonlicht en de ijskristallen ontstaan soms lichteffecten, die bekend staan onder de verzamelnaam halo's (lit. 2-6). De bekendste halovormen zijn de bijzonnen (b) en de kleine kring of de kring van 22 graden (a), maar er zijn veel meer varianten bekend. Meestal zien we slechts een of twee varianten tegelijk; haloverschijnselen met een grotere diversiteit aan lichteffecten treden vooral op in de ijsmist van bijvoorbeeld de poolstreken. In uitzonderlijke gevallen worden echter ook elders halo's met een groot aantal componenten waargenomen, zoals bijvoorbeeld onlangs nog op 30 oktober 2012 in de nadagen van Sandy.
Toen Sandy de oostkust van de Verenigde Staten naderde en nadat ze het vasteland opgetrokken was, traden aan de randen van de orkaan schitterende samengestelde halo's op. Het spectaculaire haloschouwspel van die dagen werd gefotografeerd door de bij het NASA/Marshall Space Flight Center werkzame astrofysicus David Hathaway. Hij maakte de foto in Huntsville, in het uiterste noorden van de Amerikaanse staat Alabama. Op het satellietbeeld en dan vooral op de uitvergroting van het zuidoosten van de Verenigde Staten waarop de grenzen tussen de verschillende staten met zwarte lijnen zijn ingetekend, is goed te zien dat het cirrusscherm zich over grote delen van Alabama uitstrekt. Het scherm is minder wit dan de overige bewolking; dat komt doordat cirrus doorzichtig is en we deze zien tegen een achtergrond van een donkerder aardoppervlak.

Sandy's superhalo
Het haloschouwspel bevatte aan de zijde van de zon acht bekende of minder bekende halovormen. De zon zelf gaat op de foto schuil achter een lantaarnpaal om overbelichting van de opname te voorkomen.
Min of meer standaard is de kring om de zon, ook bekend als kleine kring of kring van 22 graden (a). De rode rand van deze kring bevindt zich aan de binnenzijde; ook van alle andere kleurhoudende halovormen op de foto bevindt het rood zich aan de naar de zon gerichte zijde van het lichteffect. Direct binnen de kring is het donkerder dan daarbuiten.
Bijna even bekend zijn de iets minder frequent waargenomen bijzonnen (b). Ze bevinden zich op of direct buiten de kleine kring op de hoogte van de zon. Ze zijn vaak wat kleurrijker en hebben soms een lange, heldere, van de zon af gerichte 'staart'. Op de foto is zowel de linker als de rechterbijzon zichtbaar.
Aan de bovenzijde van de kleine kring (a) bevindt zich de al veel minder vaak optredende bovenraakboog aan de kleine kring (c). De vorm van deze halovariant verandert sterk met de zonshoogte. Nog verder omhoog zien we de kleurrijkste component van het haloschouwspel: de circumzenitale boog (d) (lit. 7), ook wel de 'koningin van de halo's' genoemd. De kleuren van deze boog zijn zuiverder dan die van de regenboog. De boog treedt vaak gelijktijdig op met de bijzonnen. Dat komt doordat bij de vorming van deze beide varianten plaatjes betrokken zijn in de stand zoals aangegeven in de tekening. Evenals zuiltjes in de getekende stand kunnen ze aanleiding geven tot het ontstaan van een kleurloze ring door de zon en de beide bijzonnen: de bijzonnenring of parhelische ring (e). Onder geschikte omstandigheden - overal aan de hemel waar je de ring verwacht, bevinden zich ijskristallen in de gewenste stand - is de ring compleet en is hij rondom als volledige cirkel te zien.
Boven de zon vinden we nog twee niet eerder genoemde bogen die de holle zijde naar de zon toe keren. De bovenste van de twee, die recht boven de zon samenvalt met de kleurrijke circumzenitale boog (d), is de bovenzijdelingse raakboog aan de grote kring of supralaterale boog (f). Als deze boog te zien is, is meestal ook de bovenraakboog aan de kleine kring (c) aanwezig; beide bogen ontstaan namelijk in zuiltjes in de evenwichtsstand. Verder bevat het halospektakel een boog van Parry (g); hij is zichtbaar in de bovenraakboog aan de kleine kring (c). De zeldzaamste component van deze samengestelde halo is de boog van Wegener (h).

Satellietbeeld
Tot slot nog even terug naar het satellietbeeld van 30 oktober 2012. Het is gebaseerd op gegevens van de VIIRS (lit. 8) op de Amerikaanse satelliet Suomi-NPP. Sandy was op dat moment reeds overgegaan in een 'gewone' depressie van de gematigde breedten en verder naar het noorden getrokken. Boven de kustwateren van Florida, Georgia en South Carolina is het opgeklaard; ze zijn vanuit de ruimte weer waarneembaar. Zo wordt zichtbaar dat de golven die Sandy vergezelden, sediment van de zeebodem naar boven hebben gebracht. Daardoor is het water troebel en vertoont het groenige en beige tinten.
Het ondiepe zeewater bij de Bahama's heeft een lichtblauwe tint doordat het invallende zonlicht daar wordt weerkaatst tegen zand of riffen net onder het wateroppervlak.

Literatuur 1. Floor, K., Hurricanes in aantocht, Zenit juli/augustus 2003. 2. M. Minnaert, M., De natuurkunde van 't vrije veld 1, Thieme, Zutphen 1968 3. Website Atmospheric optics 4. Lynch, D.K. & W. Livingstone: Licht en kleur in de natuur, Diemen 2006. 5. Greenler, R., Rainbows, Halo's and glories, Cambridge 1980. 6. Floor, C., Halo's; Natuur en Techniek juni 1977 7. Floor, C., Twee kleurrijke halo's; Zenit december 1982 8. Floor, K., Eerste VIIRS-beelden veelbelovend, Zenit april 2012.

Basisvormen van ijskristallen in de atmosfeer: het plaatje (boven) en het zuiltje. De kristallen zijn getekend in de evenwichtsstand die ze tijdens het vallen en zweven vaak aannemen.

Reactie:

De foto van Sandy's superhalo bevat ook een niet genoemde, uiterst zeldzame halovorm. Het gaat om de vlek op de supralaterale boog, op positie 2 uur. Dat is de 'Tape arc', door Tape zelf 'Supralateral Parry arc' genoemd. Hij ontstaat in dezelfde kristallen die de Parry arc maken. Het is eigenlijk geen vlek, maar een scherpe, scheve V. Als je goed kijkt zie je daar ook sporen van op de foto.
Deze boog is voor het eerst opgemerkt door Tape op de Zuidpool, in 1986. Ik heb hem tijdens mijn poolreizen zelf ook gezien (en gefotografeerd; op de fish eye foto die ik in april 2008 in Zenit (kaft en artikel) heb gezet, kan je hem ook herkennen). Buiten de Poolstreken is hij nauwelijks gerapporteerd, ofschoon hij toch vaker wordt opgemerkt dan vroeger omdat de waarnemers weten waar ze op moeten letten.

Günther Können