探彩虹的美麗及神奇

劉亞玲

【摘 要】從五個(gè)方面探討了彩虹這一天氣現(xiàn)象出現(xiàn)在天空時(shí)給我們帶來的美麗及神奇。

【關(guān)鍵詞】彩虹的形成；形態(tài)；顏色；出現(xiàn)與天氣變化

0.引言

彩虹，學(xué)名虹，是一種光學(xué)現(xiàn)象。彩虹不像冰雹、雷電、臺(tái)風(fēng)、暴雨那樣讓人恐懼，她給人們帶來的不僅是美麗而且更是神奇。下面就讓我們通過“探彩虹”來掀來她多姿多彩的“面紗”吧。

1.探彩虹的形成

“千丈虹橋望入微，天光云影共樓飛”。

彩虹是由于陽光射到空中接近圓形的小水滴，造成色散及反射而形成的。陽光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。其中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈，在天空中形成拱形的多彩光譜。

彩虹的形成一般都有三個(gè)氣象條件：一是濕度大；二是有陽光；三是空氣透明度高。彩虹最常在雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)，這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗。當(dāng)我們的頭上或背后已經(jīng)沒有云的遮擋時(shí)，便會(huì)容易看到彩虹。但是面對(duì)著太陽是看不到彩虹的，所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小，小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮；小水滴體積越小，形成的彩虹就不太明顯。當(dāng)太陽在空中高于42度時(shí)，彩虹的位置將在地平線以下而看不見，所以彩虹很少出現(xiàn)在中午時(shí)段。冬天的氣溫較低，空中不容易存在小水滴，下陣雨的機(jī)會(huì)也少，故冬天也一般不會(huì)出現(xiàn)彩虹。

其實(shí)只要空氣中有水滴，而陽光正在我們的背后以低角度照射，便可能產(chǎn)生彩虹現(xiàn)象。如在瀑布附近或在晴朗的天氣下背對(duì)陽光在空中灑水或噴灑水霧，可以造成人工彩虹。

2.探彩虹的形態(tài)

“兩水夾明鏡，又橋落彩虹”。

人們常見的是一條像拱橋一樣的彩虹。但夏雨具有時(shí)空分布不均的特點(diǎn)，夏日“太陽雨”過后，常常會(huì)有“殘虹”“斷虹”的出現(xiàn)；夏季空氣溫度高，有時(shí)陣雨過后還會(huì)出現(xiàn)“虹消雨霽，彩徹云衢”的現(xiàn)象。造成彩虹的光學(xué)原理很多，故彩虹的形態(tài)往往不止這些。

（1）拱形彩虹。由于地球表面為一曲面而且還被厚厚的大氣所覆蓋，雨后空氣中的水含量比平時(shí)高，當(dāng)陽光射入空氣中的小水滴時(shí)形成折射，同時(shí)由于地球表面的大氣層為一弧面從而導(dǎo)致了陽光在表面折射形成了我們所見到的拱形彩虹。

（2）雙重彩虹。有時(shí)在一條彩虹的外邊還能看到另一條彩虹，這條虹叫副虹（也叫霓）。副虹是陽光在水滴中經(jīng)兩次反射而成的。由于每次反射均會(huì)損失一些光能量，因此副虹的光亮度較弱。副虹位置在主虹之外，副虹的顏色排列次序跟主虹相反，外側(cè)為藍(lán)色，內(nèi)側(cè)為紅色。

（3）圓形彩虹。一般人們?cè)诘孛嫔峡吹降牟屎缍际枪靶蔚?。但?dāng)飛機(jī)飛行在太陽和雨中間時(shí)，機(jī)上的乘客會(huì)幸運(yùn)地看到一個(gè)完整的圓形彩虹，圓形彩虹的正中心則是飛機(jī)行進(jìn)的方向。

（4）倒影彩虹。是一種非常罕見的自然形象。它是在陽光因雨滴的存在發(fā)生偏移前被水面反射而形成的。這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在水面寬闊、平靜并且靠近雨幕等氣象條件下。

3.探彩虹的顏色

“赤橙黃綠青藍(lán)紫，誰詩彩虹當(dāng)空舞？”

日常生活中，經(jīng)常會(huì)聽到“七色彩虹”的說法。如果彩虹真是只有七色的話，那么每?jī)煞N顏色之間應(yīng)該有一條黑色的分界線。其實(shí)，在美麗的彩虹中，七種明顯的顏色之間還存在著許許多多的中間色。

空氣中的小水滴群將太陽光折射，不同頻率的光折射的角度不同，在空中就會(huì)形成一個(gè)頻率過度的光帶，人眼看來，就是紅色到紫色的過渡。但在黃色和綠色之間，有淺黃、深黃、黃綠、淺綠、深綠；在藍(lán)色和紫色之間，有淺藍(lán)、深藍(lán)、藍(lán)紫、淺紫、深紫……而眼睛對(duì)顏色的感知也是因人而異的。

彩虹的顏色分布為什么是內(nèi)紫外紅呢？這是由于水滴對(duì)不同顏色的光有不同的折射率，各種色光通過水滴的折射和反射后，它們的最小偏向角也就各不相同。紅光的最小偏向角最小，形成的角半徑最大；而紫光的最小偏向角最大，形成的角半徑最小。觀看時(shí)，天空中的某個(gè)水滴，只能將一種色光送入眼中，其他色光則是從其他的水滴中送過來。人眼看到的是通過雨幕中的較高的水滴送來的紅光和較低水滴送來的紫光，故我們看到彩虹的色彩排列是內(nèi)紫外紅的。

4.探彩虹的出現(xiàn)與天氣變化

“虹吃云下一指，云吃虹下一丈”

對(duì)于彩虹，人們不只是欣賞，還發(fā)現(xiàn)其能預(yù)兆未來天氣?！皷|虹日出西虹雨”的農(nóng)諺說明彩虹的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)的天氣變化相關(guān)。由于我國(guó)大部分地區(qū)處于中緯度，系統(tǒng)性降水天氣大多由西向東移動(dòng)。早晨在西方天空出現(xiàn)虹，表明西方雨區(qū)正在東移；如果在傍晚看到東方出現(xiàn)虹，表明西方已經(jīng)轉(zhuǎn)晴，雨區(qū)已移過當(dāng)?shù)?，天氣將變好。還有“晚虹日頭早虹雨”“虹高日頭低，早晚披蓑衣；虹高日頭低，大水沒過溪”“斷虹見，風(fēng)隨見；斷虹早見，風(fēng)雨即見“等，都是和彩虹相關(guān)的天氣諺語。

5.探彩虹與其他自然奇觀的區(qū)別

“漫天流云曾松翠，暮色斜陽映山紅”

美麗的彩虹與日暈、月暈、火彩虹以及火燒云等奇異景象有區(qū)別。有人把日暈誤認(rèn)為“圓形彩虹”。要知道日暈是以太陽為中心的內(nèi)紅外紫的彩色光環(huán)、是太陽光通過云層中的冰晶時(shí)，經(jīng)折射而形成的光現(xiàn)象。日暈多出現(xiàn)在春夏季節(jié)，在一定程度上可以成為天氣變化的一種前兆，出現(xiàn)日暈時(shí)說明空氣中水汽充沛，為降雨創(chuàng)造了一定的條件。除了日暈，月光也能形成月暈。

火彩虹與火燒云看起來都像彩虹在天空自發(fā)的燃燒，是發(fā)生在大氣層中罕見的自然現(xiàn)象。只有當(dāng)太陽光線與地平線呈一定角度時(shí)才會(huì)形成火燒虹這種冰晶光學(xué)折射現(xiàn)象，且人們所觀察的天空要在6000米的高度上，并存在足夠數(shù)量冰晶的卷云。而火燒云常出現(xiàn)在清晨太陽從東方升起，或者傍晚太陽落山的時(shí)候，太陽光射到地面上穿過的空氣層要比中午太陽當(dāng)頂?shù)臅r(shí)候厚一些。太陽光中的黃、綠、青、藍(lán)、紫幾種光不能穿過空氣層。只有紅、橙色光可以穿過空氣層探出頭來，將天邊染成紅色。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]氣象知識(shí).

[2]氣象學(xué)原理.氣象出版社出版.