W przeciwnym wypadku światło ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu zanim opuści kryształ lodu. Dla tej krytycznej wysokości łuk okołozenitalny jest najszerszy (ponad 8°), a zarazem dość słaby i znajduje się najbliżej zenitu. Jasne łuki okołozenitalne powstają, gdy Słońce znajduje się mniej więcej 15°-25° ponad horyzontem, przy czym najjaśniejsze są dla wysokości 22°. Szerokość kątowa łuku jest wtedy rzędu 1,2°-3° rosnąco z wysokością Słońca, będąc około 1,5° przy wysokości 22°. Minimalny kąt łamiący dla pryzmatu z lodu o kącie łamiącym 90° jest równy 46°, dlatego łuk okołozenitalny w swym najbliższym Słońcu miejscu jest styczny do łuku pobocznego górnego. Promień łuku okołozenitalnego maleje z wysokością Słońca: ma 32° gdy Słońce jest najniżej, 22° gdy Słońce jest na wysokości 22° i maleje do zera przy krytycznej wysokości Słońca.
Płytki lodowe o orientacji i proporcjach właściwych dla powstania łuku okołozenitalnego są odpowiedzialne również za powstawanie słońc pobocznych i łuków stycznych, dlatego też oba te zjawiska często towarzyszą sobie (przy czym te drugie występują znacznie częściej).