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高清:多姿多彩看彩虹
来源:中国气象报社     发布时间:2017年06月15日08:35
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  编者按:在古代神话传说中,有一种美丽的自然现象受到众多民族的青睐,这就是彩虹。在希腊神话中,彩虹女神伊里斯(Iris)是沟通天上与凡间的使者,其主要任务是将善良人死后的灵魂,经由天地间的彩虹桥带回天国。在中国神话中,虹是双头的龙或蛇,能下河饮水。在爱尔兰民间传说中,矮精灵拉布列康(leprechaun)将宝藏收于彩虹的尽头。今年世界气象日当天,世界气象组织(WMO)发布了新版《国际云图集》。该图集除了收录数百张精美的云图外,还囊括了绮丽的彩虹等其他天气现象。

  彩虹是气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。事实上彩虹有数百万种颜色,但为了简便起见只用七种颜色作为区别。

  彩虹。2011年6月摄于德国巴伐利亚阿尔卑斯山脉文德尔施泰因山(Mt. Wendelstein)。来源:WMO

  双彩虹由两条彩虹构成。清晰可见的一条为主虹,“包裹”在主虹外侧更大的一圈叫做副虹(又称霓)。阳光在水滴中经过一次反射后形成主虹,光线折射后发生二次反射形成副虹。副虹直径更大,颜色较暗,且色彩条带排列顺序刚好与主虹相反。在虹与霓之间是未被照亮的天空,因为是亚历山大最先发现并记录下来的,因此被命名为亚历山大带。由于副虹的光线强度低,很多时候无法被肉眼察觉,所以双彩虹十分罕见。

  双彩虹。2009年8月摄于德国布兰嫩堡(Brannenburg)。来源:WMO

  双彩虹。摄于苏格兰西北高地的Stac Polaidh。作者:大卫·罗伯茨(David Ian Roberts)。

  附属虹是在虹的边缘因衍射、干涉而形成的很弱的彩弧,一般出现在主虹内侧,出现在副虹外侧的很罕见。当雨滴直径较大时(大于1毫米),附属虹的数量可达到5条,第一条与主虹复合,后面依次类推。当雨滴直径较小时,形成的附属虹数量也随之减少。从图中可以明显看出,主虹外侧的区域明显较其内侧的区域更暗,较暗的天空区域就是亚历山大带。

  附属虹。2010年10月摄于新西兰希努埃拉(Hinuera)。来源:WMO

  雾虹。雾虹是一种类似于彩虹的天气现象,太阳光经由水分子反射和折射后形成。雾虹没有颜色,显示为白色,因此有时被称为“白色的彩虹”。雾虹没有颜色的原因是水滴非常小(小于0.05毫米),以至于光的衍射效应掩盖了颜色。而彩虹的水滴相对较大,就像反射太阳的小棱镜,因此会产生颜色。

  雾虹。2014年6月摄于加拿大弗雷德里克顿(Fredericton)。来源:WMO 

  反射虹。当阳光在照射到雨滴前先被平静的水面反射时,就可能生成反射虹。反射使得彩带的顺序倒转,并且彩虹的中心在地平线之上。反射虹十分罕见。

  反射虹。2011年12月摄于英国苏格兰路易斯岛Loch nah-Aibhne Ruaidhe。图中的湖面已经部分结冰,冰面上的水层很薄。即使有微风或和风,湖面也波澜不惊。左图为原始图片,右图对原图进行了渲染,增强了色彩对比度和饱和度。

  浪花彩虹。海水激荡起的浪花形成的水滴在阳光的折射和反射下有时会产生“浪花彩虹”。

  浪花彩虹。2016年1月摄于美国加利福尼亚帕西菲卡。

  全圆形彩虹现象和观测者位置有很大关系,是由于雨滴对阳光的“内反射”所造成的,因为雨滴和空气的折射率不同导致。我们平时看到的彩虹只是一道半弧形,那是因为我们在地面只能看到我们上方的水滴,因此只能看到彩虹的上半部分,其下半部分就被地平线挡住了。当我们身处海拔较高的地方时,有时就可能观测到全圆形彩虹。

  全圆形彩虹。2014年10月摄于澳大利亚科茨洛滩。图片来源:英国《镜报》

  月虹,又叫黑夜彩虹、黑虹。顾名思义,是在月光下出现的彩虹。由于是因月照所产生的虹,故通常只见于夜晚,且由于月照亮度较小的关系,月虹通常较为朦胧,一般出现于月亮反方向的天空。夜间虽然没有太阳,但如果有明亮的月光,大气中又有适当的云雨滴,便可形成月虹。由于月虹的出现需各种天气因素的配合,因此非常罕见。

  月虹。2013年2月摄于毛伊岛卡亚纳帕里。图片来源:美国国家航空航天局。

  月虹。摄于美国肯塔基州的坎博兰瀑布。图片来源:lovethesepics

  (编辑整理:吴鹏)

 
 
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