Wolkenbogen mal anders

[Sven Aulenberg]

Moin moin,
Wolkenbögen sind ja erst einmal nichts besonderes, weil immer vorhanden, wenn auch Wolken da sind
Es kommt eben auf den Standort des Betrachters an und natürlich auch auf den Sonnenstand.
Die meisten Wolkenbogenbilder die ich kenne, wurden im Hochgebirge oder aus dem Flugzeug gemacht.
Claudia hat ja schon viele tolle Fotos vom Wendelstein und Zugspitze gezeigt.
Schon lange halte ich ausschau nach einem Wolkenbogen, welchen man von "unten" sehen kann.
Fragmente sind hin und wieder mal zu sehen, die sich aber nur durch ihre starke Polarisation von anderen hellen Wolkenteilen unterscheiden.
Am besten mag eine hochaufragende Gewitterwolke im Abendlicht (wegen Sonnenhöhe) erscheinen, um einen Wolkenbogen ausfindig zu machen.
Es gibt aber durchaus noch andere mögliche Wolkenkonstellationen, die für den Flachländer einen Wolkenbogen zeigen können.
Das durfte ich gestern erfahren und konnte es auch dokumentieren.
Beim ansehen der Fotos ist zu bedenken, dass dieser Wolkenbogen dreidimensional zu betrachten ist.
Was meine ich damit?
Die Bogenfüße sind einige Kilometer weiter weg als der Scheitel des Bogens.
Das lässt sich leider im Foto schlecht darstellen.
Das erste Foto (Draufklicken, wenn es größer werden soll) ist eine Pano aus 4 Hochkantfotos mit Polfilter.
Der Filter wurde von Foto zu Foto entsprechend gedreht, um die maximale Helligkeit zu erreichen.
Etwas Farbe ist auch ersichtlich.



Noch eine Version mit Polfilter



Das folgende Foto wurde mit einem WW ohne Polfiter gemacht.
Der Unterscheid ist deutlich aber auch nicht schlecht.



Hier noch eines ohne Polfilter

http://www.fotos-hochladen.net/view/dsc ... kaqzp6.jpg

Nciht nur dass die Wolkendecke recht dünn war sondern auch dass sich Lücken in ihr befanden, machten diese Beobachtung bei diesem Sonnenstand erst möglich, weil die Sonne von oben auf die Wolkendecke schien und nicht von unten.

Einen Tag zuvor konnte ich auch viele Nebelbögen knipsen so wie dieser hier, mit Uhrzeiger und Oppositionseffekt:



Für einen kurzen Moment mutierte ein Nebelbogen zur "Spirale", weil der Bogen links zum Greifen nah war aber die rechte Seite
sich nach "hinten" bis zu den Bäumen verzog. Immer wieder ein mystisches Schauspiel.

Also immer schön die Augen aufhalten, denn es gibt fast immer was zu sehen und die Kamera nicht vergessen :mrgreen:

Viele Grüße
Sven

PS:Wem die Bilder zu klein sind, der klicke sie an, dann werden sie größer. Es soll ja noch Modembesitzer geben darum diese Darstellungsweise.

[Elmar Schmidt]

Hallo Sven,

im Vollmer-Buch wird gesagt, daß im Grunde jede (Wasser-)Wolke in passender Stellung einen Regenbogen zeigt, aber daß die so hell werden können wie bei Dir, ist schon spektakulär. Habe so was noch nie gesehen, meinen Respekt. Waren die selbst ohne Polfilter so deutlich?

Viele Grüße

Elmar


PS: eine kurze Antwort auf Deine Frage zur "Polarisationsmethode" im anderen Thread ("Zero order/Tertiärbogen").

Wenn man Bilder mit mindestens drei deutlich verschiedenen, definierten Polfilterstellungen verrechnet, kann die vollständige Polarisationsinformation (sog. Stokes-Parameter) für jeden Bildpunkt ermittelt und einem "synthetischen Bild" eingeprägt werden. Auf diese Weise kann z.B. ein Regenbogen überall mit maximalem Linearpolarisationsgrad gezeigt werden. Das ist aber nicht trivial und erfordert etliche apparative Korrekturen plus Rechenaufwand. Frank Killich aus Göttingen hat das mit einer dedizierten Kamera mit rotierendem Filtervorsatz gelöst.

[Sven Aulenberg]

Moin Elmar,
Zu deiner Frage: Nein ohne Polfilter waren er dunkler aber dennoch ungewöhnlich hell. Bild drei und vier zeigen den gleichen Bogen ohne Polfilter, steht auch im Text zuerst machte ich Fotos mit dem 10-20mm Sigma (dafür habe ich noch keinen Polfilter), da war die Helligkeit auch am größten. Danach nahm ich das 18-105mm mit Polfilter, da war der Bogen aber schon wieder etwas schwächer. Die Helligkeit variierte, weil die Sonne von Zirren immer wieder bedeckt wurde. Da diese auch einige Kilometer höher schweben passt es auch mit der Beobachtung zusammen.

Zur Pol-Methode: dann ist das nichts anderes als ein Stacking mit vielen verschiedenen Polebenen?
Habe im letzten Jahr mit einer mechanischen Lösung experimentiert, in dem ich einen Polfilter mit Hebelchen nahm, ein Gewicht an einen Faden montierte, so dass der den Filter mit einer definierten Geschwindigkeit den Filter drehte (ca. 180°).Zusätzlich kam ein ND FIlter zum Einsatz, um längere Belichtungszeiten zu erreichen. Zugegeben die Synchronisation mit dem Verschluss erfolgte händisch und die Winkelgeschwindigkeit war alles andere als konstant
Nun das Gewicht lag schnell im Eimer und ich zog mit der Hand :mrgreen:
Eine Primitive Apparatur, diese Spielerei hat aber dennoch Spaß gemacht. Auch so kann man alle Polebenen mit einem Schuss auf den Chip bekommen, wenn die Kamera einen "bombenfesten" Stand hat. Das ganze probierte ich an einem Nebelbogen aus.
Letztendlich kam ich zu dem Schluss, dass ein Pano aus mehreren Bildern zumindest fürs WEB genauso gut ist, wenn man den Filter jedesmal neu justiert.

Zur Suche nach Regenbögen höherer Ordnung sollte ein Auschnitt völlig ausreichend sein, da braucht man keinen vollständigen Bogen mit allen Polebenen.
Aber vielleicht habe ich dich falsch verstanden.

Viele Grüße
Sven

[Claudia Hinz]

Lieber Sven,

zu erst einmal Glückwunsch zu diesen genialen Aufnahmen!!!

Aber ich muß Dir wiedersprechen. Sie sind keineswegs unter entsprechenden Voraussetzungen auf dem Berg immer vorhanden. Zwar sind sie auf vorbeischwirrenden oder tiefer liegenden Wolkendecke nicht wirklich selten, aber ich denke, in mehr als der Hälfte der Fälle, wo die Bedinungen einen hervorbringen sollte, ist keiner da. Insofern habe ich mir schon seit längerem die Frage gestellt, unter welchen Bedingungen er eigentlich auftritt.

An der Wolkenart kann es nicht liegen, denn wenn ich Deine Bilder so anschaue, dann verläuft er durch den Stratusfetzen genauso wie durch mittelhohen Altocumulus. Auch meine beiden bisher gesichteten Wolkenbögen über mir (auf dem Wendelstein und im Flachland) entstanden in unterschiedlichen Wolken (Ac und Cu/Cb).

Der Wolkenbogen entsteht natürlich ebenso wie ein Regenbogen an Wassertröpfchen. Aber Wolken (zumindest tiefe und mittelhohe) bestehen immer aus Wassertröpfchen, warum ist er dann nicht immer oder zumindest häufiger zu sehen?

Bei einer Tröpfchengröße <50µm überlagern sich ja die Regenbogenwinkel und die Farben werden ausgelöscht. Bei einer Größe <5µm sollte er so lichtschwach sein, daß er nicht mehr wahrnehmber ist. Nun könnte man denken, daß die Tröpfchen in den Wolken kleiner sind als 5µm. Aber warum ist er dann so oft auf der Oberseite einer Wolkendecke zu sehen. Müßten da nicht die Tröpfchen am kleinsten sein?

Wenn ich mich recht erinnere, hatte Reinhard mal einen Nieselbogen, der von dem Aussehen unseren Wolkenbögen recht ähnelt. Vielleicht ist aus den Wolken leichter Niesel ausgetreten, der unterwegs verdunstet ist und den Erdboden nicht erreicht hat? Falls Du, lieber Reinhard, mitliest, kannst Du Deinen Nieselbogen bitte nochmal posten, kann ihn nicht mehr finden.

Ach ja, und weil gerade beim Wolkenbogen sind, wie ist es physikalisch möglich, daß bei einem weißen Wolkenbogen auf einer Wolkenoberfläche bei unveränderter Tröpfchengröße die Interferenzen farbig sind? -> Beispielbild

Soweit mal meine (nächtlichen) Gedanken.

Ach ja, in den Atmosphärenblog sollte Dein Exemplar natürlich auch.

LG Claudia

[Claudia Hinz]

Wenn man Bilder mit mindestens drei deutlich verschiedenen, definierten Polfilterstellungen verrechnet, kann die vollständige Polarisationsinformation (sog. Stokes-Parameter) für jeden Bildpunkt ermittelt und einem "synthetischen Bild" eingeprägt werden. Auf diese Weise kann z.B. ein Regenbogen überall mit maximalem Linearpolarisationsgrad gezeigt werden. Das ist aber nicht trivial und erfordert etliche apparative Korrekturen plus Rechenaufwand. Frank Killich aus Göttingen hat das mit einer dedizierten Kamera mit rotierendem Filtervorsatz gelöst.

@Reinhard, ist es Dir möglich, den Artikel aus dem VdS-Journal 41 (Schwerpunktthema AE) in ein PDF-Format zu bringen? Dann könnten wir den mal verlinken. Ich finde, daß diese Methode unbedingt Beachtung finden sollte.

[Torsten Serian Kallweit]

Beeindruckende Bilder, möchte ich auch gerne mal so sehen!

[Elmar Schmidt]

Hallo Sven und Claudia,

ich hab schon gesehen, was mit und ohne Polfilter gemacht wurde, eindrucksvoll sind alle Bilder. Aber Vorsicht: die Killich-Methode ist mehr als bloßes Stacking, genaueres dann vielleicht in der von Claudia angeforderten Einstellung.

Der Nebelbogen ist weißlich, weil der bei kleinen Tröpfchen stark verbreiterte, jeweils erste Airy-Ring einer Farbe mit denjenigen der anderen überlappt. Die höheren Airy-Ringe sind erstens schmaler und werden auch stärker wellenlängenproportional aus dem Regenbogenbereich abgelenkt, so daß sich in ihnen noch Farben zeigen können - unter der zusätzlichen Voraussetzung einer relativ schmalen Tropfengrößenverteilung. Hier eine instruktive Simulation:

http://www.atoptics.co.uk/droplets/fogdrpsz.htm

Im Grunde muß man für sehr kleine Tröpfchen alles mit Wellenoptik rechnen, wodurch die sonst praktische Trennung des geometrischen Regenbogens nach Descartes von den Interferenzbögen nach Airy verschwimmt. Und wenn ich's korrekt verstanden habe, verliert sich in der Mie-Theorie dann sogar die Unterscheidung zur Glorie. (Woar des jäzdt rischtzsch oder wie? Sonst bitte korrigieren, Alex!)

Gruß, Elmar

[Claudia Hinz]

Vielen Dank für Deine Antwort. Habe hier auch noch eine interessante Internet-Seite gefunden:
http://graphics.ucsd.edu/~iman/Rainbows/
Ich verstehe sie zwar nicht ganz, aber dafür haben wir ja zum Glück unsere beiden Professoren

LG Claudia

[Reinhard Nitze]

Hallo!

Ersmal Glückwunsch an Sven für die genialen Bilder.

@Reinhard, ist es Dir möglich, den Artikel aus dem VdS-Journal 41 (Schwerpunktthema AE) in ein PDF-Format zu bringen? Dann könnten wir den mal verlinken. Ich finde, daß diese Methode unbedingt Beachtung finden sollte.

Normalerweise ja. Leider befinden sich die Daten auf einer fest installierten Festplatte auf meinem defekten PC. Zur Zeit arbeite ich nur auf einem Laptop. Da komme ich momentan ohne größeren Aufwand nicht ran und von meiner Dosbox hatte ich die Daten vor einiger Zeit runtergelöscht. Aber wir suchen ja nach einer Lösung...


Viele Grüße, Reinhard!

[Claudia Hinz]

Danke Reinhard, ich schau gleich mal, was sich machen läßt. Das hier hast auch gelesen?

Wenn ich mich recht erinnere, hatte Reinhard mal einen Nieselbogen, der von dem Aussehen unseren Wolkenbögen recht ähnelt. Vielleicht ist aus den Wolken leichter Niesel ausgetreten, der unterwegs verdunstet ist und den Erdboden nicht erreicht hat? Falls Du, lieber Reinhard, mitliest, kannst Du Deinen Nieselbogen bitte nochmal posten, kann ihn nicht mehr finden.

[Claudia Hinz]

Hier der Artikel "Fotografie von Regenbögen und Bildbearbeitung für wissenschaftliche Zwecke" aus dem VdS-Journal Nr. 41.

[Reinhard Nitze]

Hallo Claudia!

Ich habe zweimal einen Wolken/Nieselbogen fotografiert. Einen habe ich im Archiv für das Jahr 2005 gefunden. Ich bin mir nicht sicher, ob Du den gemeint hast, sonst muss ich den anderen nochmal suchen:





Viele Grüße, Reinhard!

[Sven Aulenberg]

,Moin moin,
vielen Dank für Eure Beiträge!
Dieses neue Programm wird sicherlich noch interessante Einblicke liefern und ich kann es kaum erwarten.

Aber ich muß Dir wiedersprechen. Sie sind keineswegs unter entsprechenden Voraussetzungen auf dem Berg immer vorhanden. Zwar sind sie auf vorbeischwirrenden oder tiefer liegenden Wolkendecke nicht wirklich selten, aber ich denke, in mehr als der Hälfte der Fälle, wo die Bedinungen einen hervorbringen sollte, ist keiner da. Insofern habe ich mir schon seit längerem die Frage gestellt, unter welchen Bedingungen er eigentlich auftritt.

An der Wolkenart kann es nicht liegen, denn wenn ich Deine Bilder so anschaue, dann verläuft er durch den Stratusfetzen genauso wie durch mittelhohen Altocumulus. Auch meine beiden bisher gesichteten Wolkenbögen über mir (auf dem Wendelstein und im Flachland) entstanden in unterschiedlichen Wolken (Ac und Cu/Cb).

Der Wolkenbogen entsteht natürlich ebenso wie ein Regenbogen an Wassertröpfchen. Aber Wolken (zumindest tiefe und mittelhohe) bestehen immer aus Wassertröpfchen, warum ist er dann nicht immer oder zumindest häufiger zu sehen?

Bei einer Tröpfchengröße <50µm überlagern sich ja die Regenbogenwinkel und die Farben werden ausgelöscht. Bei einer Größe <5µm sollte er so lichtschwach sein, daß er nicht mehr wahrnehmber ist. Nun könnte man denken, daß die Tröpfchen in den Wolken kleiner sind als 5µm. Aber warum ist er dann so oft auf der Oberseite einer Wolkendecke zu sehen. Müßten da nicht die Tröpfchen am kleinsten sein?

Wenn ich mich recht erinnere, hatte Reinhard mal einen Nieselbogen, der von dem Aussehen unseren Wolkenbögen recht ähnelt. Vielleicht ist aus den Wolken leichter Niesel ausgetreten, der unterwegs verdunstet ist und den Erdboden nicht erreicht hat? Falls Du, lieber Reinhard, mitliest, kannst Du Deinen Nieselbogen bitte nochmal posten, kann ihn nicht mehr finden

Das glaube ich dir gerne! Leider habe ich keine Idee dazu, weil ich kaum in die Verlegenheit komme, im Gebirge unterwegs zu sein
Ich kann ja nur aus meinen Erfahrungen schöpfen und da geht es immer um aufsteigende Nebelbänke.
In wie weit sich diese von "deinen" Wolken unterscheiden ist mir auch nicht klar. Ist die Tröpfchengröße im Nebel einheitlicher als in Wolken?.
Dort kann ich jedenfalls immer einen Nebelbogen, bzw. Fragmente davon, sehen.
Nimmt die Intensität eines Nebel- und Regenbogens nicht zu, je einheitlicher die Tropfengröße ist?
Im Umkehrschluss könnte ich mir gut vorstellen, dass du oft keinen Wolkenbogen siehst, ich dagegen immer einen Nebelbogen.

Claudia, dein Wolkenbogen aus dem Flachland ist auch beeindruckend und ich sehe da große Parallelen zu meiner Sichtung.



Viele Grüße
Sven

[Claudia Hinz]

Hallo,

Danke Reinhard für die Bilder. Die bestätigen mich eigentlich in der Annahme, daß auch in unseren Fällen zumindest in wolkennahen Schichten kleinste Regentropfen unterwegs waren.

Vielleicht kann man in normalen Wolken von unten her gar keinen Wolkenbogen sehen? Warum auch immer? Das mit der Einheitlichkeit der Tröpfchen könnte eine Rolle spielen, aber andererseits, warum sollten diese auf einer Wolkenoberkante einheitlicher sein, als an der Wolkenunterseite? Ich habe auch nochmals im Internet nach Erklärungsversuchen gesucht, aber nichts gefunden. So richtig kapiere ich es nicht. Ich bin nach wie vor dafür, daß zumindest jeder Stratus einen Wolkenbogen bilden müßte, denn das ist ja auch nix anderes als Nebel für Riesen.

Verwirrte Grüße
Claudia

[Alexander Haußmann]

Hallo allerseits,

hier noch etwas verspätet mein Beitrag. Ich hab zweimal vom Flugzeug aus einen Wolkenbogen gesehen (beide Male Ac-Decke), noch nie von unten. Allerdings war ich auch nur sehr selten in den Bergen in den letzten Jahren (eigentlich nur zu den Halotreffen).

Meiner Meinung nach ist die seltene Sichtbarkeit vom Erdboden ein Beleuchtungsproblem. Die Oberseite einer Ac-Schicht mag Regenbogenstreulicht erzeugen, aber dann muss es durch die Wolke durch zum Beobachter am Erdboden. Dafür wird die Transparenz (wegen Mehrfachstreuung) in den meisten Fällen nicht ausreichen. Bei angeleuchteten Cu/Cb würde ich eher auf ein Kontrastproblem tippen, es gibt also einen hellen (weißen bzw. gelben) Hintergrund und der ohnehin kaum farbige Wolkenbogen ist nicht mehr sichtbar. Die Aussage im Vollmer-Buch zum "alltäglichen Wolkenbogen" hat mich etwas überrascht, aber ich hab in der Tat auch nur selten "grundlos" mit einem Polfilter den Himmel beobachtet. Die Killichsche Methode liefert (wie Elmar schon schreibt) mehr als ein gestacktes Bild, nämlich eine ganze Polarisations"karte", siehe z.B. auch:

http://arago.elte.hu/files/FogBowPol_AO.pdf

Was Claudia im Netz gefunden hat, gehört zur Disney-Research-Arbeit über "Brötchentropfen"regenbögen, hat also nicht direkt den Wolkenbogen zum Gegenstand.

Viele Grüße,
Alex