一分鐘認識日暈、幻日、環天頂弧

2020-11-22 騰訊網

流星雨看過了月食看過了,日食看過了,月暈也見過了,現在日暈也見識了,還差啥?

「日暈」通常出現在離地面6~8千米的捲雲上。捲雲薄而均勻,通常由冰晶體構成。這些冰晶體折射或反射陽光就會形成「日暈」。至於「日暈」是環狀的?弧狀的?是光點?還是多彩的?就主要取決冰晶的形狀、大小、排列方式以及光的入射角度。

簡單的日暈很多人都見過,如全球各地一年四季都可以出現的「22°暈」,這是由觀測者對暈環所形成的視角半徑而得名的。我們可以通過簡單的動作判定22°暈,如果伸直手臂,張開五指,大拇指尖對齊太陽,小指尖所對的差不多就是22°暈。

「22°暈」色彩鮮明﹐內紅外紫,紅色往往表現得較清晰而紫色不明顯。出現22°暈的捲雲中存在數以百萬計的六角柱狀冰晶,大家可以想像2B鉛筆的形狀,當六角柱狀的垂直軸,相當於鉛筆筆芯垂直於太陽光時,光線經過冰晶發生折射和色散就形成了22°暈。暈的顏色分布與冰晶的大小具有明顯的相關性,冰晶較大、個體和分布越均勻,暈的顏色就越鮮豔清晰。

有一些光、暈能與22°暈單獨或組合出現,如:幻日、幻日光環、環天頂弧、環地平弧等。「多日」的學名叫做「幻日」;「白虹貫日」指的是幻日光環;而下圖這種「天空的微笑」則被稱為「環天頂弧」;燃燒的雲彩則是「環地平弧」。

出現「環天頂弧」的捲雲是由扁平的六角片狀冰晶組成,光線從冰晶的上平面進入,經折射從側面射出,表現為靠近天頂的接近半圓的彩弧。弧的大小常會隨太陽高度變化而變化,太陽越高,弧半徑越小;當太陽高度高於32°時,它就消失不見。所以在中緯度地區,環天頂弧主要出現在早晨和傍晚。

「環地平弧」也出現在具有扁平六角片狀冰晶的捲雲上,位置接近地平線。是光線從冰晶的側面進入,在下平面射出。環地平弧更多的出現在中午前後,且主要出現在夏季的中緯度地區,越往兩極越少見。

偶爾仰望天空,這些美麗的光學現象會讓我感到驚喜,但有一些光暈帶給我們則是震撼,讓人感嘆自然的神奇:這張相片中組團出現了10種不同的光暈,非常罕見,拍攝者JoshuaThomas顯然非常好運!(據說金氏世界紀錄中最壯觀的冰暈是由24種光暈組成。)

除了揭示各類被觀測到的大氣暈族現象原理,科學家和愛好者們也推測出一些並未被實際觀測到、但理論上可能存在的暈族。這張由科幻插畫家羅恩米勒(RonMiller)創作的火星天氣,通過對乾冰晶體的合理想像繪製了火星上的暈,或許將來有一天人類真的可以在火星或者別的星球上一睹這樣的奇觀!

簡單的「暈」折射了人類認識自然世界的過程,願我們秉承好奇與熱愛、懷疑與理性思考、求真與去偽的科學探索精神,破舊立新,懷著敬畏之心來欣賞自然的壯觀與美麗。(來源:中國氣象科普網)

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