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(lái)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(lái)的不僅是美麗而且更是神奇。下面就讓我們通過(guò)“探彩虹”來(lái)掀來(lái)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(méi)有云的遮擋時(shí)，便會(huì)容易看到彩虹。但是面對(duì)著太陽(yáng)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(yáng)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(jiàn)，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(yáng)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(yáng)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(jiàn)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(yáng)雨”過(guò)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(guò)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(yáng)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(yáng)光在表面折射形成了我們所見(jiàn)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(yáng)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(yáng)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(jiàn)的自然形象。它是在陽(yáng)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(shuí)詩(shī)彩虹當(dāng)空舞？”

日常生活中，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到“七色彩虹”的說(shuō)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(yáng)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(guò)度的光帶，人眼看來(lái)，就是紅色到紫色的過(guò)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(guò)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(guò)來(lái)。人眼看到的是通過(guò)雨幕中的較高的水滴送來(lái)的紅光和較低水滴送來(lái)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(lái)天氣?！皷|虹日出西虹雨”的農(nóng)諺說(shuō)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(guò)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(méi)過(guò)溪”“斷虹見(jiàn)，風(fēng)隨見(jiàn)；斷虹早見(jiàn)，風(fēng)雨即見(jiàn)“等，都是和彩虹相關(guān)的天氣諺語(yǔ)。

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(yáng)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(yáng)為中心的內(nèi)紅外紫的彩色光環(huán)、是太陽(yáng)光通過(guò)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(shuō)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(lái)都像彩虹在天空自發(fā)的燃燒，是發(fā)生在大氣層中罕見(jiàn)的自然現(xiàn)象。只有當(dāng)太陽(yáng)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(yáng)從東方升起，或者傍晚太陽(yáng)落山的時(shí)候，太陽(yáng)光射到地面上穿過(guò)的空氣層要比中午太陽(yáng)當(dāng)頂?shù)臅r(shí)候厚一些。太陽(yáng)光中的黃、綠、青、藍(lán)、紫幾種光不能穿過(guò)空氣層。只有紅、橙色光可以穿過(guò)空氣層探出頭來(lái)，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.