Lowitzbögen (EE14/15)

Bei den Lowitzbögen handelt es sich um eine Gruppe von relativ seltenen Halos, die außerhalb des 22°-Rings auftreten. Ihre Gestalt ist stark von der Sonnenhöhe abhängig. EE14 bezeichnet die Lowitzbögen auf der linken Seite, EE15 auf der rechten Seite und EE16 das Auftreten auf beiden Seiten. Am 18. Juni 1790 beobachtete Johann Tobias Lowitz in St. Petersburg farbige kurze Bogenstücke, welche von den Nebensonnen ausgehend farbig schräg nach oben und unten zum 22°-Ring verliefen. Im heutigen Haloschlüssel fällt diese historische Sichtung in die Kategorie EE16B (beidseitige untere seitliche Lowitzbögen). Um 1980 führte Robert Greenler numerische Simulationen dieser Bögen durch, wobei zusätzlich zwei weitere Strahlengänge identifiziert wurden. Diese erzeugten in der Simulation neue, bis dahin noch nicht beobachtete Halos. Am 11. August 1985 wurde von Jens Fröhlich in Knau (Thüringen) ein rötlicher Bogen beobachtet, der vom Scheitelpunkt des Parrybogens beidseitig nach unten in den 22°-Ring überging. Nach weiteren Beobachtungen in Deutschland und Finnland konnte dieser durch Vergleich mit den Vorhersagen Greenlers und zusätzlichen Simulationen von Eberhard Tränkle Mitte der 1990er Jahre als einer der bisher unbekannten Lowitzbögen identifiziert werden, wobei ihm der Form wegen der Name "oberer kreisrunder Lowitzbogen" (EE14C-16C) gegeben wurde. In der englischsprachigen Literatur werden die Lowitzbögen, von der Greenlerschen Theorie beeinflusst, entsprechend der Strahlengänge in obere (upper, U), mittlere (middle, M) und untere Lowitzbögen (lower, L) eingeteilt. Gemäß dieser Theorie kreuzen alle Lowitzbögen eine 22°-Nebensonne (oder beide).

Die Klassifikation des Arbeitskreises Meteore e.V. orientiert sich jedoch weniger an der Theorie, sondern mehr am Erscheinungsbild der Halos in der Natur. Damit wird unabhängig von theoretischen Weiterentwicklungen die Kontinuität innerhalb der Statistik gewahrt. In diesem Einteilungsschema gibt es zunächst die oberen seitlichen Lowitzbögen (EE14A-16A) als Verbindungen ausgehend von der 22°- Nebensonne schräg nach oben bis an den 22°-Ring heran. Diese sind Teile des zum U-Strahlengang gehörenden Bogens. Die nach unten hin von der Nebensonne aus den 22°-Ring tangierenden Bögen werden sinngemäß als untere seitliche Lowitzbögen (EE14B-16B) bezeichnet und werden durch den L-Strahlengang erzeugt. Beide Halountertypen (A und B) können bei überdurchschnittlich guter Ausprägung auch "rückwärts" über die Nebensonnen hinaus nach unten oder oben reichen. Das folgende Foto zeigt die Lowitzbögen im Bereich der linken Nebensonne. Es wurde am 01.10.2014 von Thomas Klein in Miesbach aufgenommen.

Beim oberen kreisrunden Lowitzbogen (EE14C-16C) handelt es sich entweder um einen weiteren Teil des U-Strahlengangs (bei Berührung des konkaven Parrybogens EE27A über der Sonne) oder um den M-Strahlengang (bei Berührung des konvexen Parrybogens EE27C). Typischerweise tritt der letztere Fall bei geringeren Sonnenhöhen (< 10°) auf. Bei größeren Sonnenhöhen (um 25°) verbleiben vom M-Strahlengang nur kurze Bogenstücke nahe den Nebensonnen, die diese annähernd parallel zum 22°-Ring, d.h. ohne eine Berührungstendenz, kreuzen (Siehe Bild von oben). In diesem Fall werden sie zur Unterscheidung von den meist gleichzeitig vorhandenen EE14A-16A und B auch als kreisrunde Lowitzbögen bezeichnet, und zwar oberhalb der Nebensonne als EE14C-16C und unterhalb als EE14D-16D.

Die Unterkategorie EE14E-16E bilden die reflektierten Lowitzbögen, auch bekannt als "Bögen von Schulthess". Diese entstehen analog zu den oben beschriebenen "normalen" Lowitzbögen, allerdings mit einer zusätzlichen Reflexion an einer Prismen-Deckfläche. Somit liegen auch hier drei mögliche Strahlengänge (RU für "reflected upper", RM und RL) vor, die sich nun jedoch nicht in der Nebensonne, sondern in der Unternebensonne kreuzen. Eine Beobachtung dieser Kreuzung würde allerdings ausreichend Kristalle unter dem Horizont erfordern. Wegen der extremen Seltenheit dieser Halounterart wird im Rahmen des Haloschlüssels auf eine weitere Unterteilung verzichtet. Lowitzbögen werden hauptsächlich bei tiefen Sonnenständen unter 35° Sonnenhöhe beobachtet, reflektierte Lowitzbögen meist unter 20°. Am häufigsten sind die seitlichen Bogenstücke zu sehen. Der obere kreisförmige Lowitzbogen ist selten, die noch selteneren reflektierten Lowitzbögen treten hauptsächlich in Eisnebel auf.

Die derzeit verbreitetste Annahme zu Entstehung der Lowitzbögen ist die ursprünglich von R. Greenler vertretene Theorie basierend auf rotierenden Plättchen mit horizontaler Rotationsachse. Dabei passieren die Strahlen den Kristall zwischen zwei um 60° geneigten Prismenseitenflächen in den drei verschiedenen möglichen Strahlengängen. Damit können die Positionen der beobachteten Lowitzbögen gut reproduziert werden, allerdings stimmen die Helligkeitsverteilungen innerhalb einzelner Bögen wie auch der Lowitzkomponenten untereinander nicht immer mit den Beobachtungen überein. In jüngerer Zeit (Alaska 2013, Riikonen 2007) wurden daher auch andere Kristallorientierungen postuliert. So ist es z.B. denkbar, dass die Plättchen keine vollständige 360°-Rotation vollführen, sondern nur um die Nebensonnenorientierung entlang einer horizontalen Achse pendeln. Damit würden nur Lowitzbogenstücke in der Umgebung der Nebensonne sichtbar. Komplementär dazu können Säulenkristalle in Parry-Orientierung um ihre horizontale Längsachse pendeln und dadurch die Lowitzkomponenten in der Umgebung der Parrybögen erzeugen. Auf die Möglichkeit einer zusätzlichen Reflexion an einer Prismendeckfläche wurde bereits bei der Beschreibung der reflektierten Lowitzbögen hingewiesen.