Optische verschijnselen aan de hemel kunnen zich voordoen in allerlei soorten, maten en kleuren. Iedereen zal ongetwijfeld wel eens een regenboog gezien hebben, wat eigenlijk ook al onder de categorie optische verschijnselen valt. Zonlicht reflecteert in de regendruppels en daardoor ontstaat een gekleurde boog, waarbij de hoogte afhankelijk is van de stand van de zon. Een mistboog of wolkenboog ontstaat op een soortgelijke manier, alleen zijn de waterdruppeltjes veel kleiner dan bij regen. De boog krijgt zodoende een egaal witte kleur. Allebei deze vormen van optische verschijnselen doen zich voor nabij het aardoppervlak en zijn slechts kortdurend zichtbaar.

Er kunnen zich echter veel meer opvallende verschijnselen voordoen in de lucht die te maken hebben met licht en kleur, maar vaak gaat dit onopgemerkt voorbij. Hieronder nemen we jullie mee naar een aantal bijzondere optische verschijnselen, die soms alleen onder unieke omstandigheden waar te nemen zijn.

In de winter doen zich soms de fraaiste verschijnselen voor bij zeer lage temperaturen (doorgaans onder de -10 graden). Nu gebeurt dat in Nederland natuurlijk zelden, maar in de Alpen of in Lapland des te vaker. Onlangs kwam deze schoonheid van de natuur echter even heel 'dichtbij' huis.

In het Sauerland, op ongeveer 2 uur rijden vanaf Limburg, schommelde de temperatuur in de nacht en vroege ochtend van 10 december tussen -10 en -13 graden en daarbij hing een dichte nevel. Dagen voorafgaand aan dit moment hing er langdurig aanvriezende mist en daardoor was er bovendien al sprake van ruige rijp in het landschap. Fotografisch krijg je die kans niet zo heel vaak, dus we waren in de nacht van 9 op 10 december met enkele fotografen al vertrokken naar Duitsland. Daar eenmaal aangekomen stak de top van het heuvelgebied (Kahler Asten, 840 meter hoogte) boven de mist uit en het was dus ontzettend koud. Het bleek de perfecte situatie voor het ontstaan van 'Scandinavische' verschijnselen.

Circa twee uur na zonsopkomst, bij het gestaag oplopen van de temperatuur (maar het was alsnog rond -9 graden), viel er ineens neerslag uit de lucht. Terwijl er geen wolkje aan de lucht zichtbaar was. Ik had het al één keer eerder gemaakt in 2009: dat zijn 'ijsnaalden'! Dat is een zeer zeldzaam verschijnsel dat zich enkel voordoet onder zeer koude omstandigheden, waarbij ijskristallen door de lucht zweven en als piepkleine naaldjes tegen je gezicht slaan. Het wordt ook wel poolsneeuw genoemd. In West-Europa kan het heel incidenteel een keer worden waargenomen. In tegenstelling tot een sneeuwvlok (waar de structuur als sterretjes eruit ziet), zijn ijsnaalden opgebouwd uit kleine, lange en dunne ijskristalletjes die een flinke tijd kunnen blijven zweven. De meeste exemplaren zijn niet dikker dan een mensenhaar. De vormen van deze kristallen kunnen ronduit felle optische verschijnselen veroorzaken nabij het aardoppervlak. En zoiets kan plotseling beginnen.

Aanvankelijk brachten deze ijsnaaldjes bij ons nog geen optische verschijnselen met zich mee, maar dat veranderde tegen 10.00 uur. We liepen het bos uit en ineens was daar een waar scala aan optische zaken zichtbaar recht voor onze neus. Meteen vanaf die plaats de eerste plaatjes gemaakt, zie hierboven.

De schematische weergave toont welke ijskristallen (of combinatie ervan), welke optische verschijnselen kunnen veroorzaken. De beelden hieronder zijn op 10 december gemaakt in het Sauerland én vlakbij de Matterhorn in de Alpen (tweede tweet). In beide gevallen zijn dezelfde verschijnselen te zien: een dubbele halo (22 en 46 graden halo), twee bijzonnen, een parhelische kring, een bovenraakboog, een Parry boog en een circumzenitale boog. Die laatste was overigens op de foto's uit het Sauerland niet op beeld te krijgen, maar hing wel recht van ons hoofd! De witte puntjes die met name bovenin de foto vrij massaal zichtbaar zijn, dat zijn de ijsnaalden die door de lucht zweefden. Een absoluut unieke ervaring en dat zo relatief dichtbij huis!

Perioden met fel winterweer zijn tegenwoordig vrij zeldzaam, maar ze komen zeker nog voor en zullen ook blijven voorkomen in de toekomst. Let dus vooral op wanneer het streng vriest én het recent mistig is geweest, of je niet toevallig ijsnaalden ziet!

. 

In Nederland zelf zien we hoofdzakelijk optische verschijnselen in de hoge bewolking, ook wel cirrostratus genaamd. Deze wolken (ijskristallen) bevinden zich op vele kilometers hoogte. Als de zon onder een gunstige hoek tegen die ijskristallen schijnt, dan ontstaat er bijvoorbeeld een bijzon of een halo (kring om de zon). Een dergelijke kring wordt ook wel een halo genoemd en laat soms de kleuren van de regenboog zien. Meestal zijn de kleuren flets en lijkt de kring meer wit. Een kring om de zon wordt zichtbaar als de hoge bewolking veel ijskristalletjes bevat in de vorm van zeshoekige deeltjes. Wanneer het zonlicht in deze ijsdeeltjes valt, wordt het licht afgebogen en gebroken. Hierdoor ontstaat het optische effect (cirkel) rondom de zon.

De voorbeelden van fraaie halo's zijn talrijk en zien we vooral wanneer de hoge bewolking toeneemt op nadering van een frontale zone. Naast kring rond de zon overdag, kan ook het maanlicht voor een halo zorgen. Wanneer de maan voor een flink gedeelte is verlicht kan onder gunstige omstandigheden een 'maanhalo' ontstaan. 

Naast de halo, worden ook regelmatig bijzonnen in Nederland waargenomen. Dit zijn gekleurde vlekken links en/of rechts naast de zon. Een bijzon valt eveneens onder de halo’s, een groep optische verschijnselen die we in onze atmosfeer kunnen zien. Een bijzon noemen we ook wel parhelium. Ze staan op 22 graden van de zon en de zichtbaarheid is afhankelijk van wel of niet aanwezige sluierbewolking. In de video hieronder kun je daar meer uitleg over vinden:

Een stuk zeldzamer, maar ook soms voorkomend in Nederland, is de circumzenitale boog. Dit verschijnsel is eveneens een soort halo, maar bevindt zich op een ietwat merkwaardige en minder opvallende plaats. Een circumzenitale boog staat met zijn bolle kant richting de zon gekeerd. Aan de binnenzijde van de boog zien we een violet- of blauwachtige kleur, het midden is meestal geel en aan de buitenzijde (naar de zon toe gericht) kleurt de boog rood. De kleuren zijn bij deze halo vaak vrij helder, veel feller dan bij een gewone halo.

De boog staat vrij hoog aan de hemel en wordt daarom niet vaak opgemerkt. Je moet echt toevallig bijna recht omhoog kijken om hem te spotten. Een circumzenitale boog kan tegelijk voorkomen met andere halo verschijnselen, zoals een volledige kring rond de zon. Ook als je bijvoorbeeld bijzonnen ziet is het een goede tip om even recht omhoog te kijken. Mogelijk zie je dan ook een circumzenitale boog.