審核專家：佔明錦
中國氣象科學研究院博士
9月3日下午，許多北京市民發現，雨後天空出現了兩道彩虹，一大一小，像一道美麗的雙層拱門。
而在此前三天，北京都出現了彩虹，這是北京連續四天出現了彩虹。
昨天，#北京連續三天出現彩虹# 上了熱搜，今天大家又紛紛討論#北京雙彩虹# 。
京城最近頻頻被「幸運彩虹」眷顧，網友們開玩笑說：「北京的天空天天買熱搜。」
雖然，彩虹是一種很常見的自然景象，但即便如此，每當藍藍的天空升起美麗的彩虹時，仍能吸引大家的目光，此次少見的雙彩虹更是足夠「吸睛」！
那麼，雙彩虹究竟是怎樣形成的呢？為什麼很多時候，我們只能看到一道彩虹？
01虹、霓和雙彩虹，傻傻分不清楚？
想要知道雙彩虹的形成原理，我們需要先正確區分彩虹、霓虹和雙彩虹的關係。
雨過天晴，空氣中存在大量的水分，塵粒減少，能見度提高，太陽對面的天空中可能會出現彩色圓弧，按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的順序排列。
這種圓弧有時能見到兩個，紅色在外、紫色在內，顏色鮮豔的叫「虹」，也就是我們平常所說的「彩虹」；紅色在內、紫色在外，顏色較淡的叫「霓」。
「霓」與「虹」同時被看到的現象，我們就稱之為「雙彩虹」。
事實上，霓一定會跟隨虹存在，只是因為它的光線強度大部分時候都較低，無法被肉眼察覺。至於原因，我們需要從彩虹的形成原理講起。
02虹和霓的形成原理
早在中國唐朝時期，孔穎達在《禮記月令》一書疏注中寫道: 「若雲薄漏日，日照雨滴則虹生」，表明了虹是日光照射雨滴所產生的自然現象。
虹是光線通過水滴發生折射和反射形成的。實際上總共有三個步驟：兩次折射和一次反射，即太陽光照射到水滴上時發生的「折射-反射-折射」現象。
第一次折射：太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色組成的，當照射到水滴上時，由於這七種顏色光的波長不同，它們射入水滴後的偏向角度不同，使得太陽光分解為7種單色光。
第一次反射：折射後的單色光到達水滴邊緣，按照反射規律發生反射。
第二次折射：到達邊緣後的單色光將發生第二次折射，仍然以單色光的形式射出水滴，形成我們最終看到紅色在最外圈、藍紫色在最內的色彩斑斕的彩虹。
霓的形成與虹相似，只是太陽光在水滴內經歷了兩次折射和兩次反射，即「折射-反射-反射-折射」，由於相比虹的形成多了一次反射過程，最終我們看到的色彩排序就會恰好相反，呈現紅色在內、紫色在外的形式。
當我們在天空中看到「虹」時，就說明太陽光在水滴內進行折射和反射，也就意味著「霓」的存在，但是由於每一次的反射和折射都會消耗太陽光的能量，所以，只有當光的能量足夠大或者能力損失足夠小，我們才能看到「霓」。
當虹和霓共同被我們看到時，就呈現出了美麗的雙彩虹景象。
理論上來講，太陽光是可以在小水滴裡進行多重反射的。但是由於每一次，反射都會導致光的吸收和光的減弱。所以，通常我們最多只能看到兩條彩虹。
03想要親眼捕捉到雙彩虹，你需要這樣做！
通過上文的講述，我們已經知道雙彩虹是在彩虹的基礎上形成的，但是對光的能量有更高的要求，所以我們先來看看彩虹的形成條件。
彩虹形成的基本條件是水汽和太陽光，水汽的充足與否和季節、地域相關。
從季節上講，一般冬天的氣溫較低，空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現。夏季熱對流天氣較多，雷雨、陣雨天氣頻繁，又常常是急匆匆地下完雨就放晴，因此更容易看到彩虹。
從地域上來說，彩虹的出現需要滿足一定的水汽條件，因此，在我國南方，雨水充沛、空氣溼潤的地方比較易見，出現雙彩虹美景的機率也更大。比如，廣西空氣溼度較高，甚至有時候不下雨也會出現彩虹美景。
具備了彩虹的形成條件後，想要看到雙彩虹，空氣裡的水滴大小是關鍵。空氣裡水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮豔程度。空氣中的水滴大，彩虹就鮮豔；水滴小，彩虹顏色就淡。
因此，想要看見雙彩虹，空氣中的雨滴需要較大，保證霓的顏色足夠鮮豔，才可以被肉眼看到。
當具備了充足且大小適宜的雨滴或是水汽，我們只需要背對著太陽，就可以看到到雙彩虹啦！
04彩虹竟然是圓環形的？
我們從地面上看彩虹是一個拱形，但實際上它是一個完整的圓環。
道理很簡單，只要想像一下，你站在地球之外看地球的狀態就可以了。
地球的表面是一個曲面，雨後空氣中的水汽也會按照地球的曲面分布，因此，身處地球之外看到的彩虹，應當是完整的圓環形狀。這也是為什麼從飛機上看到的彩虹，是完整的圓環形的原因。
一旦站在地球上，本來完整的彩虹便不再完整，這是因為另一半彩虹被地面擋住了。
換個角度看世界，你將擁有別人看不到的風景！
總結一下，雙彩虹現象由光在水滴中的折射和反射形成，內圈稱為虹，外圈稱為霓。相比虹，霓的形成需要多經歷一次反射，光的能量將受到更多的損失，也更不容易被肉眼看到。
所以，當我們看到耀眼的雙彩虹時，確實是非常幸運的！