¿Qué es el arco de Lowitz?
El arco de Lowitz es uno de los fenómenos ópticos atmosféricos más raros y difíciles de observar. Fue descrito por primera vez por Tobias Lowitz en San Petersburgo en 1790 y durante más de dos siglos se debatió su existencia real. Consiste en arcos luminosos oblicuos que parecen conectar los parhelios (puntos brillantes a ambos lados del Sol) con el halo de 22°. Su observación requiere condiciones atmosféricas muy específicas y un ojo entrenado.
Mecanismo de formación
El arco de Lowitz se origina en cristales de hielo hexagonales planos que, en lugar de caer establemente con la cara plana horizontal (como ocurre con los parhelios), oscilan o rotan alrededor de un eje vertical mientras descienden. Esta rotación hace que el rayo de luz refractado dentro del cristal barra un rango continuo de ángulos de desviación, generando un arco en lugar de un punto. Existen tres variantes: el arco de Lowitz superior (que asciende desde el parhelio hacia el halo por arriba), el inferior (que desciende) y el medio (que sigue aproximadamente el halo). La simulación computacional de estos rayos confirmó finalmente la teoría en la década de 1990.
Observación y rareza
El arco de Lowitz es tan infrecuente que durante 200 años muchos científicos dudaron de su existencia, atribuyendo la observación original de Lowitz a un error. Solo con la fotografía moderna y las simulaciones por trazado de rayos (ray tracing) se confirmó que el fenómeno es real. Se requiere una concentración extraordinaria de cristales de hielo planos con orientaciones de oscilación específicas. La mayoría de los observadores de halos pueden pasar toda su vida sin presenciar un arco de Lowitz claro.
Relevancia en la óptica atmosférica
A pesar de su rareza, el arco de Lowitz es un caso de estudio fundamental en óptica atmosférica porque demuestra cómo la dinámica de orientación de los cristales de hielo (no solo su forma) determina los fenómenos ópticos resultantes. Su estudio impulsó el desarrollo de técnicas de simulación por trazado de rayos que hoy se aplican a toda la familia de fenómenos de halos.
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