Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

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Andreas Möller
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Andreas Möller » 13. Jan 2015, 18:19

Claudia Hinz hat geschrieben:Auch würde ich gern eins der Videos von Thomas Klein einbinden, wenn Du einverstanden bist.
Ich denke das ist er ;)
Es gibt ein Video, wo alle Aufnahmen von Thomas zusammengeschnitten wurden. Diese "große" Video ist in unserem Videoarchiv zu finden.
Für den Blog, habe ich es auf unseren Youtube-Channel geladen. Ich denke, Thomas hat nichts dagen, wenn du dieses Video einbindest: https://www.youtube.com/watch?v=HSJaONdzWEI
Grüße,
Andreas

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Thomas Klein
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Thomas Klein » 13. Jan 2015, 18:57

Hallo Claudia und Andreas,

danke fürs zusammenschneiden. Ihr dürft das Video natürlich für den Blog verwenden :)

Gruß
Thomas

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Claudia Hinz
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2015, 19:03


Bilder von Wilfried Köhne aus Sonthofen/Allgäu

P1230415a.jpg
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Claudia Hinz
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2015, 19:22

Hier ein wunderbares Video von Jörg Spielberg aus Kempten:

Kevin Förster
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Kevin Förster » 13. Jan 2015, 19:29

Hallo zusammen,

ich hab mal alle Beobachtungen, die ich finden konnte, zusammengetragen und ein bisschen ausgewertet:
Gefunden habe ich Meldungen aus 84 verschiedenen Orten in 7 Ländern (Schweiz, Liechtenstein, Österreich, Deutschland, Italien (Südtirol), Slowakei, Ungarn).
Bei wenigen Bildern war auch die Zeit angegeben. Erstmals auffällig wurden die irisierenden Wolken gegen Mittag, so 12-13Uhr. Am zeitigsten waren sie auf der Webcam in der Zillertalarena zu erkennen, nämlich etwa 10:10Uhr.
Oft wurden sie, wie hier schon erwähnt, bis nach Sonnenuntergang gesehen. Teilweise hatten die irisierenden Wolken auch einen großen Abstand zur Sonne.

Viele Grüße Kevin
Zuletzt geändert von Kevin Förster am 14. Jan 2015, 08:49, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2015, 19:36

Foto von Marc Melcher, aufgenommen in Obereggen in Südtirol
Melcher2.JPG

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2015, 19:48

Fotos von Christoph Schwaiger, aufgenommen vom Flugplatz Antersberg mit Blick auf den Wendelstein :-)

[attachment=3]Bild 005.jpg[/attachment][attachment=2]Bild 025.jpg[/attachment][attachment=1]Bild 027.jpg[/attachment][attachment=0]Bild 046.jpg[/attachment]
Dateianhänge
Bild 046.jpg
Bild 027.jpg
Bild 025.jpg
Bild 005.jpg

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 13. Jan 2015, 20:25

Hier noch zwei Bilder von Irma Schmidt, aufgenommen in Haar bei München nach Sonnenuntergang. Auf einem ist die Venus links oberhalb zu sehen. Das andere zeigt sehr schön die wellenförmigen Strukturen.

17.18 Uhr
Schmidt2.jpg
17.21 Uhr
Schmidt1.jpg

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 14. Jan 2015, 11:19


Bilder von Iris Heinemann, Bad Aibling
[attachment=2]Heinemann12k.jpg[/attachment][attachment=1]Heinemann1k.jpg[/attachment][attachment=0]Heinemann13k.jpg[/attachment]
Dateianhänge
Heinemann13k.jpg
Heinemann1k.jpg
Heinemann12k.jpg

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 18. Jan 2015, 19:59

Der Blogartikel ist online:
https://atoptics.wordpress.com/

Eine Frage an die Theoretiker (Elmar, Alex, ???):
Könnte man allein vom Aussehen her oder anhand der Farben unterscheiden, ob es sich um Irisieren an Wassertröpfchen oder an Eiskristallen handelt? Wenn man normales Irisieren mit Perlmutterwolken vergleicht, fallen bei letzterem vor allem die kräftigen Pastellfarben auf, die ja auch auf vielen Bildern vom 10.01. erkennbar sind. Bei normalen Irisieren findet man dagegen eher normales Rot, Blau oder Grün. Könnte das ein Indiz für Irisieren an Kristallen sein?

LG Claudia

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Andreas Möller » 18. Jan 2015, 20:19

Claudia Hinz hat geschrieben: Eine Frage an die Theoretiker (Elmar, Alex, ???):
Könnte man allein vom Aussehen her oder anhand der Farben unterscheiden, ob es sich um Irisieren an Wassertröpfchen oder an Eiskristallen handelt? Wenn man normales Irisieren mit Perlmutterwolken vergleicht, fallen bei letzterem vor allem die kräftigen Pastellfarben auf, die ja auch auf vielen Bildern vom 10.01. erkennbar sind. Bei normalen Irisieren findet man dagegen eher normales Rot, Blau oder Grün. Könnte das ein Indiz für Irisieren an Kristallen sein?

LG Claudia
Hallo,
ich kann zum diesem Thema eine Beobachtung von heute beitragen.

Die selbe Wolke, die das Irisieren hervorgerufen hat, hat auch eine recht ansehnliche Nebensonne produziert. Also Eis :)

_MG_2802.jpg
_MG_2785.jpg
Grüße,
Andreas

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Elmar Schmidt » 19. Jan 2015, 10:09

Claudia 18. Jan 2015, 20:59: Frage an die Theoretiker
Liebe Claudia,

klasse Artikel im Blogspot; die Bildcollage wird Les Cowley gefallen. Alex und ich bleiben indessen Experimentalphysiker, sind also bestenfalls Halbtheoretiker... :-(

Deine Frage, ob man auf einfache Art Beugung und Interferenz an Wassertröpfchen und Eiskristallen unterscheiden kann, möchte ich eher negativ beantworten. Zunächst liegt in beiden Fällen im Mittel Kugelsymmetrie vor. Und in den klassischen Beugungstheorien (Fraunhofer, Kirchhoff) tritt der innere Brechungsindex (n1) nicht explizit auf, der sich zw. Wasser und Eis etwas unterscheidet.

Anders ist es zwar "theoretisch" bei Mie, aber der Guru dieser Theorie (Philip Laven) schreibt:
In practice, Mie theory calculations show that diffraction is independent of the particle's refractive index n1. Many people are surprised by this result, but it makes sense because the process of diffraction does not involve light entering the particle (i.e. diffraction can be considered to occur around the the edges of an opaque particle). ... Nevertheless, Mie theory calculations show that the diffraction pattern is very dependent on the refractive index n0 of the surrounding medium.
Vgl. http://www.philiplaven.com/p8d.html

Fürs Irisieren definierend ist weiterhin, daß die Partikel je nach Wolkenbereich nicht gleich groß sind. Insgesamt kann man sich daher optisch "alles oder nichts" zusammensimulieren.

Die einzige Diskriminierungsmöglichkeit gibt es vielleicht im transmittierten NIR und IR, wo man evtl. anhand der Absorptionsbanden zwischen Wasser und Eis unterscheiden könnte...

Herzliche Grüße

Elmar

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Michael Großmann » 19. Jan 2015, 11:21

Hallo Andreas,
Andreas Möller hat geschrieben:Die selbe Wolke, die das Irisieren hervorgerufen hat, hat auch eine recht ansehnliche Nebensonne produziert. Also Eis :)
Das ist so nicht richtig. Nur weil diese Wolke die Du gesehen hast sowohl Irisieren als auch Lichtbrechung hervorgerufen hat, kann man das nicht festnageln mit der Behauptung es sei (nur) Eis. So habe ich zumindest Deinen Kommentar verstanden. Die Wolke kann ebenso eine Mischung aus Tröpfchen und Eiskristallen sein. Ich hatte bei meinen Beobachtungen schon häufig den Fall an einzelnen "Cirren" sowohl Irisieren als auch Halos zu beobachten.
Interessant finde ich es nur dann, wenn die irisierenden Wolken einen weiten Abstand zur Lichtquelle (>25°) haben, da stellt sich mir dann tatsächlich die Frage, ob das ein Irisieren an Tröpfchen sein kann, oder eben doch an Eiskristallen. Evtl. sogar eine Mischung aus Brechung und Interferenz.

Viele Grüße,
Micha

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Alexander Haußmann » 19. Jan 2015, 13:54

Hallo allerseits,

die Abgrenzung von Tropfen- und Eiskristallirisieren rein nach Aussehen der Farben wird wohl nicht möglich sein. Der Hauptfaktor ist die Partikelgröße, und vergleichbar große Eiskristalle und Tropfen werden wahrscheinlich auch ähnliche Farben liefern. Hier eine Veröffentlichung von Ken Sassen zu einer möglicherweise vergleichbaren Beobachtung:

http://www.researchgate.net/publication ... case_study

Dass es Eiskristalle waren, ergab sich damals aus begleitenden Lidar-Messungen.

Wenn es aber hier in derselben Wolke auch Nebensonnen gab, müssten die Eiskristalle ja orientiert sein, was sich auch aufs Irisieren auswirken könnte.

Viele Grüße,
Alex

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 19. Jan 2015, 18:16

Hallo,

super, vielen Dank für Eure Antworten. Also ist es dann leider so, dass man es für diesen Tag nicht sagen kann. Halos hat es auf jeden Fall keine gegeben, Kevin und ich haben auch nochmal alle Webcams danach abgesucht. Die Beobachtung von Andreas Möller stammt von einem anderen Tag.

Wir haben aber auf einer Webcam ein paar Tage später einen 22°-Ring entdeckt, auf dessen Grundlage sich die Entfernung des Irisierens von der Sonne abschätzen lässt. Die weitesten erkennbaren Farben haben nahezu den doppelten Sonnenabstand wie der Ring, also ca. 45°. Das wiederum lässt dann doch eher auf Eiskristalle schließen?

Bei dem Link zu der Studie von Ken muß man sich leider anmelden. Könntest Du mir die bitte mal per Mail schicken, falls Du die hast?

LG Claudia

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Kevin Förster » 19. Jan 2015, 20:12

Elmar Schmidt hat geschrieben: Anders ist es zwar "theoretisch" bei Mie, aber der Guru dieser Theorie (Philip Laven) schreibt:
In practice, Mie theory calculations show that diffraction is independent of the particle's refractive index n1. Many people are surprised by this result, but it makes sense because the process of diffraction does not involve light entering the particle (i.e. diffraction can be considered to occur around the the edges of an opaque particle). ... Nevertheless, Mie theory calculations show that the diffraction pattern is very dependent on the refractive index n0 of the surrounding medium.
Wenn ich das richtig verstehe: Die Beugung ist unabhängig von dem Partikel, der die Beugung verursacht. Sie hängt nur von dem umgebenden Medium ab bzw. von dessen Brechungsindex.
Die Dichte der Luft und damit ja auch ihr Brechungsindex nehmen ja mit der Höhe ab. Könnte man dann anhand der Farben auf die Höhe der Wolke schließen, wenn man entsprechende Werte für den Brechungsindex, usw. hat?

Viele Grüße Kevin

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Elmar Schmidt » 20. Jan 2015, 00:13

Kevin,

die Beugung ist natürlich schon abhängig vom Teilchen, nämlich dessen Größe und Form (s. Pollenkoronen). Letzere wird aber bei sehr kleinen Teilchen wie denen, die fürs Irisieren bei großem Sonnenabstand verantwortlich sind, durch Zufallsorientierungen verschmiert.

Es gibt wegen verbleibender Transmission schon eine n1-Abhängigkeit in Mie, aber diese ist nach Laven halt schwach und von den anderen Einflußgrößen überlagert.

Die n0-Abhängigkeit müßte man mal abschätzen, aber auch da verbleibt das Problem der Überlagerung durch die unbekannte und zumeist auch uneinheitliche Teilchengröße. Es ist schwer, an Daten für Luft von unter -50oC zu kommen, aber mal grob für 10 und 14 km Höhe (270 und 150 hPa) angesetzt, erhält man Brechzahlen bei 1,00009 und 1,00005.

Insgesamt denke ich, daß man da nicht viel weiter kommt. Direkte Messungen wie die von Alex mit Wolkenlidar verlinkten, von Wetterballons oder vlt. des NIR-Sonnenspektrums durch solche Wolken dürften unumgänglich sein.

Gruß, Elmar

Alexander Haußmann
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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Alexander Haußmann » 20. Jan 2015, 22:22

Hallo Theoriefreunde,

also nach dem was ich so gelesen habe, sieht es zumindest für Koronen folgendermaßen aus: Oberhalb von 5-10 µm Teilchengröße spielt der Brechungsindex der Streupartikel kaum noch eine Rolle, weil man dann in guter Näherung die Fraunhoferbeugung am Rand benutzen kann. Natürlich bleibt die Abhängigkeit von der Teilchenform und -größe. Bei zufällig orientierten, aber gleichgroßen Eisnadeln ergibt sich ein anderes Abstandsgesetz der Korona-Farbringe (steht glaube ich bereits bei Pernter-Exner).

Bei kleineren Partikeln muss man für Kugeln die Mie-Theorie verwenden, dort kann der Brechungsindex wieder bedeutender werden (bei Vollmer war da wohl eine Rechnung für kleine absobierende Partikel gezeigt, wg. Bishopschem Ring). Ken Sassen schreibt 2003, dass eine vergleichbare Theorie für kleine nichtrunde Partikel noch nicht entwickelt ist. Mittlerweile gibt es da einige Ansätze (T-Matrix), aber hier haben wir ja bereits das Problem, die Partikelform ohne Zusatzdaten raten zu müssen.

Hinzu kommt dann noch die Problematik, dass durch die wechselnde Partikelgröße alles durcheinaderkommt, d.h. sich die Korona ins Irisieren verwandelt.

D.h. also ohne Zusatzmessungen sehe ich da für eine Rekonstruktion auch schwarz. Selbst wenn die komplette Theorie für die Lichtstreuung zur Hand wäre, können wir mehrdeutige Lösungen bekommen, d.h. Wassertropfen der Größe x oder Eisnadeln der Größe y, die dieselben Farben liefern (zumidest in einem gewissen Winkelbereich). Auch müsste die Sonne nicht überstrahlt mit im Bild sein, um die Winkeldistanzen zu messen.

Gibts denn Lidars im Alpenraum? Habe neulich mit den Kühlungsbornern in Kontakt gestanden, aber das nutzt uns ja hier nichts.

Viele Grüße,
Alex

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Re: Irisieren im Alpenraum 2015-01-10

Beitrag von Claudia Hinz » 22. Jan 2015, 12:37

Hallo,

vielen Dank für Eure interessanten Einschätzungen. Da das Ereignis am Wochenende aufgetreten ist, gibt es nur die Wolken-Lidarmessungen der LMU-München, die aber keinen Rückschluss auf die Zusammensetzung der Partikel geben.

Ich weiß nicht, ob es vielleicht von Wien entsprechende Messungen gibt?

LG Claudia

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