カーンアーク

別名
英名
氷晶　
　
　
配向
レア度
　

　
Kern arc
分厚い六角板状氷晶
三角形傾向の角板状氷晶
多重散乱ハロ　
プレート配向
★★★★★★☆☆
数年に1回

光路の一例

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概説

●カーンアークとは

　見た目は太陽から視角45～58°上に現れる、天頂を全周囲む虹色の弧（内側が赤、外側が紫）である。これはちょうど環天頂アークの出現位置と重複しており、不足した部分を補うように円を描くが、明るさは環天頂アークと比較して非常に暗い。

　分厚い六角板状氷晶や三角形傾向の角板状氷晶でのカーンアークは、一様の明るさではなく、環天頂アークが３つ連なり円を形成しているような見た目であり、つなぎ目部分は途切れるように暗くなっている。一方で多重散乱によるカーンアークは、一様な明るさでつなぎ目が無いスムースな円となる。

●歴史

　1895年にオランダにて、H. F. A. Kernによって初めて報告された。[1] その後、長い間疑わしいハロとして扱われていたが、複数回の目撃情報（中には信頼性の欠ける報告も含む）と、所謂 the Saskatoon displayによって存在が確からしくなった。

　誰が初めてカーンアークを写真として捉えるか世界的な競争感が醸成され、いよいよ2007年11月17日にフィンランドのソトカモにて、Marko Mikkiläが初めて撮影した。[2]

●出現頻度

　自然光では極めて稀にしか観測できず、数年に1回程度しか出現しないとされる。尚、人工灯によるダイヤモンドダストディスプレイではしばしば観測される。

●カーンアークの原理

　カーンアークの原理はいくつかの説がある。

　最初に考えられたのは分厚い六角板状氷晶によるものだ。まず光が上底面に入射した後、側面で内部反射し、2つ隣の側面から射出することで形成される。これは環天頂アークの光路に側方反射が加わったものと考えることが出来るが、六角板状氷晶でカーンアークを実現させるには氷晶を相当厚くしなければならず、あまり現実的ではない。

　厚さの問題を解決した、最も有名な説が三角形傾向の角板状氷晶である。三角形となることで、光にとっての「側面で内部反射→2つ隣の側面から射出」というプロセスがより簡易となる。サンプルでも三角形傾向の氷晶が多数確認されていることから信頼性が高い説だ。[2][3]

　また、E. TränkleとR. G. Greenlerは、環天頂アークの幻日環といった多重散乱によって説明した。[4] 後に中国にて撮影された途切れのないカーンアークは、同様に多重散乱を支持する見た目であり、幻日、120°幻日、幻日環による環天頂アークと、環天頂アークによる幻日環が、通常のカーンアークを補助している説が提唱された。[5]