探彩虹的美丽及神奇

刘亚玲

【摘 要】从五个方面探讨了彩虹这一天气现象出现在天空时给我们带来的美丽及神奇。

【关键词】彩虹的形成；形态；颜色

0.引言

彩虹，学名虹，是一种光学现象。彩虹不像冰雹、雷电、台风、暴雨那样让人恐惧，她给人们带来的不仅是美丽而且更是神奇。下面就让我们通过“探彩虹”来掀来她多姿多彩的“面纱”吧。

1.探彩虹的形成

“千丈虹桥望入微，天光云影共楼飞”。

彩虹是由于阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成色散及反射而形成的。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。其中以40至42度的反射最为强烈，在天空中形成拱形的多彩光谱。

彩虹的形成一般都有三个气象条件：一是湿度大；二是有阳光；三是空气透明度高。彩虹最常在雨后刚转天晴时出现，这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。当我们的头上或背后已经没有云的遮挡时，便会容易看到彩虹。但是面对着太阳是看不到彩虹的，所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮；小水滴体积越小，形成的彩虹就不太明显。当太阳在空中高于42度时，彩虹的位置将在地平线以下而看不见，所以彩虹很少出现在中午时段。冬天的气温较低，空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，故冬天也一般不会出现彩虹。

其实只要空气中有水滴，而阳光正在我们的背后以低角度照射，便可能产生彩虹现象。如在瀑布附近或在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，可以造成人工彩虹。

2.探彩虹的形态

“两水夹明镜，又桥落彩虹”。

人们常见的是一条像拱桥一样的彩虹。但夏雨具有时空分布不均的特点，夏日“太阳雨”过后，常常会有“残虹”“断虹”的出现；夏季空气温度高，有时阵雨过后还会出现“虹消雨霁，彩彻云衢”的现象。造成彩虹的光学原理很多，故彩虹的形态往往不止这些。

（1）拱形彩虹。由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖，雨后空气中的水含量比平时高，当阳光射入空气中的小水滴时形成折射，同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的拱形彩虹。

（2）双重彩虹。有时在一条彩虹的外边还能看到另一条彩虹，这条虹叫副虹（也叫霓）。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此副虹的光亮度较弱。副虹位置在主虹之外，副虹的颜色排列次序跟主虹相反，外侧为蓝色，内侧为红色。

（3）圆形彩虹。一般人们在地面上看到的彩虹都是拱形的。但当飞机飞行在太阳和雨中间时，机上的乘客会幸运地看到一个完整的圆形彩虹，圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。

（4）倒影彩虹。是一种非常罕见的自然形象。它是在阳光因雨滴的存在发生偏移前被水面反射而形成的。这种现象常出现在水面宽阔、平静并且靠近雨幕等气象条件下。

3.探彩虹的颜色

“赤橙黄绿青蓝紫，谁诗彩虹当空舞？”

日常生活中，经常会听到“七色彩虹”的说法。如果彩虹真是只有七色的话，那么每两种颜色之间应该有一条黑色的分界线。其实，在美丽的彩虹中，七种明显的颜色之间还存在着许许多多的中间色。

空气中的小水滴群将太阳光折射，不同频率的光折射的角度不同，在空中就会形成一个频率过度的光带，人眼看来，就是红色到紫色的过渡。但在黄色和绿色之间，有浅黄、深黄、黄绿、浅绿、深绿；在蓝色和紫色之间，有浅蓝、深蓝、蓝紫、浅紫、深紫……而眼睛对颜色的感知也是因人而异的。

彩虹的颜色分布为什么是内紫外红呢？这是由于水滴对不同颜色的光有不同的折射率，各种色光通过水滴的折射和反射后，它们的最小偏向角也就各不相同。红光的最小偏向角最小，形成的角半径最大；而紫光的最小偏向角最大，形成的角半径最小。观看时，天空中的某个水滴，只能将一种色光送入眼中，其他色光则是从其他的水滴中送过来。人眼看到的是通过雨幕中的较高的水滴送来的红光和较低水滴送来的紫光，故我们看到彩虹的色彩排列是内紫外红的。四、探彩虹的出现与天气变化。

“虹吃云下一指，云吃虹下一丈”

对于彩虹，人们不只是欣赏，还发现其能预兆未来天气。“东虹日出西虹雨”的农谚说明彩虹的出现与当时的天气变化相关。由于我国大部分地区处于中纬度，系统性降水天气大多由西向东移动。早晨在西方天空出现虹，表明西方雨区正在东移；如果在傍晚看到东方出现虹，表明西方已经转晴，雨区已移过当地，天气将变好。还有“晚虹日头早虹雨”“虹高日头低，早晚披蓑衣；虹高日头低，大水没过溪”“断虹见，风随见；断虹早见，风雨即见“等，都是和彩虹相关的天气谚语。

4.探彩虹与其他自然奇观的区别

“漫天流云曾松翠，暮色斜阳映山红”

美丽的彩虹与日晕、月晕、火彩虹以及火烧云等奇异景象有区别。有人把日晕误认为“圆形彩虹”。要知道日晕是以太阳为中心的内红外紫的彩色光环、是太阳光通过云层中的冰晶时，经折射而形成的光现象。日晕多出现在春夏季节，在一定程度上可以成为天气变化的一种前兆，出现日晕时说明空气中水汽充沛，为降雨创造了一定的条件。除了日晕，月光也能形成月晕。

火彩虹与火烧云看起来都像彩虹在天空自发的燃烧，是发生在大气层中罕见的自然现象。只有当太阳光线与地平线呈一定角度时才会形成火烧虹这种冰晶光学折射现象，且人们所观察的天空要在6000米的高度上，并存在足够数量冰晶的卷云。而火烧云常出现在清晨太阳从东方升起，或者傍晚太阳落山的时候，太阳光射到地面上穿过的空气层要比中午太阳当顶的时候厚一些。太阳光中的黄、绿、青、蓝、紫几种光不能穿过空气层。只有红、橙色光可以穿过空气层探出头来，将天边染成红色。

【参考文献】

[1]气象知识.

[2]气象出版社出版.气象学原理.