倒掛的彩虹是怎么形成的
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倒掛的彩虹是怎么形成的
大自然無奇不有,倒掛的彩虹你見過嗎?其實倒掛彩虹就是環(huán)天頂弧,不過它是怎么形成的呢?接下來學(xué)習(xí)啦小編就帶你們一起去了解一下吧。
究竟什么是環(huán)天頂弧?
“環(huán)天頂弧”(circumzenithal arc)是氣象學(xué)中一種稀有現(xiàn)象,因為它的形成位置相當(dāng)高,很少被人注意到,常被稱之為“倒掛彩虹”或“天空的微笑”, 它形成于和太陽同一側(cè)的天空,并且以不超過四分之一圓周的長度環(huán)繞天頂。
環(huán)天頂弧是怎么形成的?
天空晴朗,云層非常少,同時陽光還得以一定的角度照射在距離地面6100米-7625米的云層中的細(xì)小的冰晶上形成折射。同時,云層中的冰晶表面一定得是彎曲的,且顆粒比鹽粒還要小。
當(dāng)太陽身處天空下方,日光與冰晶扁平面相接觸時,光線在每個晶體內(nèi)都發(fā)生了彎曲,折射出包括紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色、靛藍(lán)、藍(lán)紫色等彩虹特有的七色光譜。
由于卷云所含的冰晶粒子不斷移動位置,因此環(huán)天頂弧現(xiàn)象出現(xiàn)的時間非常短暫。
具體過程分解是這樣:
形成環(huán)天頂弧的太陽光會從冰晶的平坦頂面進(jìn)入,從其中一個棱鏡面射出。幾乎平行的太陽光經(jīng)過角度90°的棱鏡折射后將是寬色分離和較單純的顏色。環(huán)天頂弧只能在太陽的仰角低于32.2°時形成。當(dāng)太陽的仰角在22°時的環(huán)天頂弧最明亮,因為這時的太陽光進(jìn)入和離開冰晶時的偏向角最??;這時形成的環(huán)天頂弧長度22°,寬度3°。環(huán)天頂弧的長度因為太陽仰角的不同而在32.2°和0°之間變化,并且在這兩個極值的環(huán)天頂弧亮度會非常微弱。當(dāng)太陽的仰角高于32.2°,光線會從冰晶的底部離開,會形成幾乎只有單色的幻日環(huán)。
環(huán)天頂弧和彩虹有什么不同?
☆ 原理不同:這種現(xiàn)象與雨滴在陽光的反射下產(chǎn)生的普通彩虹不同,環(huán)天頂弧是高空的薄卷云中,通過比扁平的鹽結(jié)晶更小的六面體冰結(jié)晶反射形成的。卷云是高云的一種,是對流層中最高的云。
☆ 顏色不同:環(huán)天頂弧顏色比彩虹單純,這是因為在形成過程中重疊的顏色較少。而且與彩虹的光譜相反,從下往上是由紅色到紫色的順序排列的。
☆ 位置不同:在極為寒冷的極地地區(qū)環(huán)天頂弧比彩虹更常見。