酷!雙彩虹、浪花彩虹、月虹、霧虹……
彩 虹
在希臘神話中,彩虹女神伊裡斯(Iris)是溝通天上與凡間的使者,其主要任務是將善良人死後的靈魂,經由天地間的彩虹橋帶回天國。
在中國神話中,虹是雙頭的龍或蛇,能下河飲水。
在愛爾蘭民間傳說中,矮精靈拉布列康(leprechaun)將寶藏收於彩虹的盡頭。
▲2011年6月攝於德國巴伐利亞阿爾卑斯山脈文德爾施泰因山(Mt. Wendelstein)。來源:WMO
作為氣象中的一種光學現象,彩虹是由當太陽光照射到半空中的水滴,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,由外圈至內圈呈紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。
一個tips是,事實上彩虹有數百萬種顏色,但為了簡便起見只用七種顏色作為區別。
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雙彩虹由兩條彩虹構成。清晰可見的一條為主虹,「包裹」在主虹外側更大的一圈叫做副虹(又稱霓)。陽光在水滴中經過一次反射後形成主虹,光線折射後發生二次反射形成副虹。副虹直徑更大,顏色較暗,且色彩條帶排列順序剛好與主虹相反。
在虹與霓之間是未被照亮的天空,因為是亞歷山大最先發現並記錄下來的,因此被命名為亞歷山大帶。由於副虹的光線強度低,很多時候無法被肉眼察覺,所以雙彩虹十分罕見。
▲2009年8月攝於德國布蘭嫩堡(Brannenburg)。來源:WMO
▲攝於蘇格蘭西北高地的Stac Polaidh。作者:大衛·羅伯茨(David Ian Roberts)。
附屬虹是在虹的邊緣因衍射、幹涉而形成的很弱的彩弧,一般出現在主虹內側,出現在副虹外側的很罕見。
當雨滴直徑較大時(大於1毫米),附屬虹的數量可達到5條,第一條與主虹複合,後面依次類推。當雨滴直徑較小時,形成的附屬虹數量也隨之減少。從圖中可以明顯看出,主虹外側的區域明顯較其內側的區域更暗,較暗的天空區域就是亞歷山大帶。
▲2010年10月攝於紐西蘭希努埃拉(Hinuera)。來源:WMO
霧虹。霧虹是一種類似於彩虹的天氣現象,太陽光經由水分子反射和折射後形成。
霧虹沒有顏色,顯示為白色,因此有時被稱為「白色的彩虹」。霧虹沒有顏色的原因是水滴非常小(小於0.05毫米),以至於光的衍射效應掩蓋了顏色。而彩虹的水滴相對較大,就像反射太陽的小稜鏡,因此會產生顏色。
▲2014年6月攝於加拿大弗雷德裡克頓(Fredericton)。來源:WMO
反射虹。當陽光在照射到雨滴前先被平靜的水面反射時,就可能生成反射虹。反射使得彩帶的順序倒轉,並且彩虹的中心在地平線之上。
反射虹十分罕見。
▲2011年12月攝於英國蘇格蘭路易斯島Loch nah-Aibhne Ruaidhe。
圖中的湖面已經部分結冰,冰面上的水層很薄。即使有微風或和風,湖面也波瀾不驚。左圖為原始圖片,右圖對原圖進行了渲染,增強了色彩對比度和飽和度。
浪花彩虹。海水激蕩起的浪花形成的水滴在陽光的折射和反射下有時會產生「浪花彩虹」。
▲2016年1月攝於美國加利福尼亞帕西菲卡。
全圓形彩虹現象和觀測者位置有很大關係,是由於雨滴對陽光的「內反射」所造成的,因為雨滴和空氣的折射率不同導致。
我們平時看到的彩虹只是一道半弧形,那是因為我們在地面只能看到我們上方的水滴,因此只能看到彩虹的上半部分,其下半部分就被地平線擋住了。當我們身處海拔較高的地方時,有時就可能觀測到全圓形彩虹。
▲全圓形彩虹。2014年10月攝於澳大利亞科茨洛灘。圖片來源:英國《鏡報》
月虹,又叫黑夜彩虹、黑虹。顧名思義,是在月光下出現的彩虹。由於是因月照所產生的虹,故通常只見於夜晚,且由於月照亮度較小的關係,月虹通常較為朦朧,一般出現於月亮反方向的天空。
夜間雖然沒有太陽,但如果有明亮的月光,大氣中又有適當的雲雨滴,便可形成月虹。
▲月虹。2013年2月攝於毛伊島卡亞納帕裡。圖片來源:美國國家航空航天局。
▲月虹。攝於美國肯塔基州的坎博蘭瀑布。圖片來源:lovethesepics
編輯 | 熱乾麵
來源 | WMO、國家氣象信息中心