Jay Stanfield, del Mid-America Air Museum, de Liberal, Kansas, tiene interés en los arcoiris circulares desde que, hace cuarenta años, vio por primera vez uno y le tomó una hermosa foto en blanco y negro, por lo que le di copia de mi artículo "A través del Arcoiris", que apareció en esta página el año pasado. Para halago de mi vanidad, le gusto tanto que lo mandó traducir al inglés y colgó en el museo.

¿Cómo se producen los arcoiris circulares? Jay lo preguntó en uno de los foros de discusión de la AOPA (Aircrafts Owners and Pilots Association) en Internet y Timothy Holewinski, piloto y físico, nos dio una excelente explicación que resumo aquí:

Todos los arcoiris son circulares. No nos parecen así porque la Tierra obstruye la mitad de abajo cuando los vemos desde el suelo. Un arcoiris es el resultado de luz, generalmente del sol, refractada y reflejada por gotas de agua que se encuentran suspendidas en el aire. La luz que entra a cada gotita sale de ella en un ángulo cercano a los 138 grados, variando ligeramente para cada uno de los colores en que se descompone la luz blanca. Esta descomposición es lo que lo hace visible.

Imaginemos un cono con un radio angular de aproximadamente 42 grados (180-138=42), cuyo vértice esté en nuestro ojo y cuyo eje pase por el Sol a nuestra espalda. El arcoiris aparecerá como un circunferencia de ese cono. La luz del Sol viene de atrás, pasa alderredor de nosotros y cuando penetra en las gotas de agua que se hayan frente a nosotros es desviada un poco (refracción) dentro de la gota, descomponiéndose la luz blanca en luz de color que luego es reflejada por el fondo de la gota y nuevamente desviada un poco al salir de la gota en dirección a nuestros ojos.

SI la Tierra fuera transparente y el Sol estuviera bajo el horizonte, veríamos el arcoiris circular completo porque el cono estaría hacia arriba. Pero dado que no es transparente y estamos sobre su superficie, generalmente sólo podemos ver el arcoiris cuando el Sol está cerca del horizonte y la Tierra nos obstruye la mitad de abajo. El tamaño de un arcoiris depende de la distancia a la que están las gotas de agua de nuestro ojo; cuanto más lejos, más se abre el cono y más grande lo vemos.

Cuando volamos en un avión podemos disfrutar un arcoiris circular completo cuando tenemos el Sol a nuestra espalda y hay gotas de agua en el aire cercano frente a nosotros. Por esto a veces cuando estamos sobre capa y el Sol se encuentra en lo alto vemos el arcoiris en las nubes, abajo de nosotros.

Este efecto podemos producirlo si, con el Sol a nuestra espalda, atomizamos agua con una manguera; el arcoiris se verá completo en el agua atomizada porque el cono cuyo vértice está en nuestro ojo no se ha abierto mucho a la distancia que están las gotas.

En la foto que amablemente me regaló Jay, aparecen el ala izquierda de su avión, nubes en el cielo, un arcoiris circular y las palabras "Entré a un santuario definido por nubes. Viví una nueva experiencia de vuelo y visión. Vi un arcoiris circular, imagen reservada para aquellos que vuelan."