北京連續四天見彩虹,背後有啥玄機?

2021-01-13 中國氣象局

直到4日

北京連續四天出現彩虹

絢麗美景

引爆朋友圈

氣象專家表示,近期影響北京的冷空氣頻繁,加之白天午後天空雲量較少、日照強,地面受熱增溫明顯,形成上冷下暖格局,容易形成對流天氣,因而陣雨較多、空氣能見度較好。這種氣象條件下,觀測到彩虹的概率較高!

在古代神話傳說中,彩虹受到眾多民族的青睞。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。

神話故事千姿百態

但是

站在氣象的角度看彩虹

是另一番美麗——

彩虹是什麼?

彩虹,是氣象中的一種光學現象。當太陽光照射到空氣中的水滴時,光線被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光譜,雨後常見。形狀彎曲,通常為半圓狀,色彩豔麗。東亞、中國對於七色光的最普遍說法為(按波長從小至大排序):紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

圖源:《現代物理知識》

圖源:故宮博物院

為何會出現彩虹?

這與地球的形狀有很大的關係,地球表面是一個曲面並且被厚厚的大氣所覆蓋,而雨後空氣中的水含量比平時高,當陽光照射入空氣中的小水滴時就形成了折射。

單個水滴是無法呈現整個彩虹的,當空氣中有大量形狀和密度較均勻的水滴時,在特定的角度這些水滴會向觀察者發出較強的反射光,同一角度的水滴分布在一個假想的錐形上,而在觀察者的眼中,就形成了彩虹。

來自Alexander Haumann

彩虹怎麼還有雙的?它是咋來的?

雙彩虹,是在水滴內進行兩次反射後形成的特殊現象,在原彩虹的外圍出現一條直徑稍大、顏色反轉的同心彩虹。

雙彩虹。2009年8月攝於德國布蘭嫩堡(Brannenburg)。來源:WMO

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,主虹外側為紅色,內側為藍色,顏色較亮;光線折射後發生二次反射形成副虹,副虹外側為藍色,內側為紅色,顏色較暗,型似發箍。通過實驗驗證,彩虹的主虹是水點內的反射造成,而副虹則是兩次反射形成的。

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。

上圖為澳大利亞海面反射雙彩虹罕見景象。2011年11月,攝影愛好者菲爾·湯普森在澳大利亞維多利亞的貝拉林半島拍攝了一幅令人不可思議的照片,展現海面反射出雙彩虹的罕見景象。當時,海面不僅反射彩虹,並且將彩虹「一分為二」。兩道彩虹角度不同,好似從海面射出,景象令人嘆為觀止。

彩虹能預兆天氣?

對於虹,人們不只是欣賞,還發現能預兆未來天氣,「東虹日頭,西虹雨」就是一例。其意是早上若見天空西邊出現一輪虹霓,預示當天下雨;反之,若太陽西下時東邊出現虹霓,則預示來日天晴。這是因為,彩虹的出現表明有雲雨區的存在。我國大部分地區上空主要受西風帶控制,一般雲雨區都是隨著西風環流由西向東移動,當西邊天空出現了虹霓,表明雲雨區就要移到本地上空,往往就要下雨了。相反,當東邊天空出現了虹霓,表明雲雨區已過本地上空向東移去,往往就要放晴了。

也許有的朋友會問,為什麼自己看到過與上相反的「西虹日頭,東虹雨」呢?是的,在盛夏像長江中下遊地區,西太平洋副熱帶高壓脊線北抬西伸,在北緯30度以南的東北信風,有時也會有北擴現象,受熱帶氣旋,有時是發展為強熱帶風暴或颱風的影響,除在沿海一帶,造成10~11級或12級以上的最大平均風力外,屢見暴雨或大暴雨。而在內陸地區,受颱風倒槽或颱風登陸減弱後的低氣壓影響,除造成6~7級最大平均風力外,也會產生中等或以上的降水,由於受時段性的偏東(含東北或東南)氣流的影響,雲雨區從東向西的現象也就發生了。

當然,彩虹只是一種天氣現象,想完全靠它預測天氣,是很難靠譜的。

最後

看看美麗絢爛的彩虹吧~

轉發好運

圖源水印

圖源水印

圖源水印

中國氣象報社 出品

資料來源:中國氣象報、中國天氣網、中科院物理所

策劃編輯:趙寧

審核:段昊書

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