太阳的彩色光环(不要再称它们为“圆形彩虹”)
你见过天空中一圈或几圈五颜六色的光晕空?它们是圆形的彩虹吗?可能是,但也可能是日晕、旭日或佛光。你知道所有这些美丽的大气光学奇观吗?
他们的正面照片如下所示。试试看能不能分辨出来~
【回答】
中国和日晕
佛光和彩虹
彩虹、日晕、太阳光、佛光,乍一看都是太阳光在大气中弥散进入人眼形成的五彩光环。但仔细观察会发现,它们的形状不同,形成原理也不同。
今天的文章将围绕这四大大气光学奇观,介绍以下几个问题:
如何区分彩虹、光晕、日系、佛光?
这些奇观是如何形成的?
它们和天气有什么关系?
01
如何区分彩虹、光晕、中国、佛光?
先介绍一下彩虹和光环,两者最为相似。都是光的折射和反射形成的现象。
①彩虹
彩虹是太阳光通过大气中的水滴(雨滴或雾滴)折射和反射形成的外红内紫的光晕。
有时候在彩虹之外还能看到第二道彩虹。它的光彩比第一道彩虹略淡,色序是紫外内红,这就是第二道彩虹或霓虹。霓虹和彩虹的区别在于光线在水滴中多了一个内反射,所以我们最后看到的霓虹的光弧带正好和彩虹相反。
完整的彩虹其实是圆形的,但为什么我们看到的彩虹通常是半弧形的?
这是因为视界挡住了它的下部。如果你想看到完整的彩虹,你必须站得更高。太阳的高度也会影响人们看到彩虹弧线的程度。太阳的高度越低,彩虹的底部越高,人们能看到的彩虹就越完整。
②光晕
光晕出现在薄卷层云中。
事实上,很容易区分日晕和彩虹。彩虹在太阳对面的空里,需要背对太阳观察。然而,日晕分布在太阳周围,所以经常很难直视它。除了日晕,还可以在月球周围形成。
晕通常出现在离地面6~8公里的卷层云中。卷层云薄而均匀,由大量冰晶组成。当光线穿过云层,被冰晶折射和反射后,太阳或月球周围会出现一个或多个带有内红外紫的色环,有时还会出现一些彩色或白色的斑点和光弧。这些环、点和光弧统称为光晕。
晕的形状主要取决于冰晶的形状、大小、排列和光线的入射角。
我们看到的最常见的是22°晕(22°是视半径,即观测者从太阳和月亮的视线与晕的夹角为22°),它是光线经六角柱状冰晶两次折射后发生色散而形成的。
太阳光和佛光往往是五颜六色的圆环,它们的形成比较复杂,是光的衍射和散射过程产生的。
③华
日本中国被道具“卡住”是不是有点像彩虹棒棒糖?
当太阳光或月光穿过薄云(通常是高积云)并被均匀分布的水滴或冰晶衍射散射时,会紧贴太阳或月亮形成一圈彩色的圆环。这是中国。
由于太阳太亮,人们不容易观察到太阳和中国,而月光更为常见。中国有一个非常明亮的中心晕,几乎是白色的,边缘是黄色和红色,周围有一圈蓝色和红色的环。
④佛光(荣耀)
当人们站在云雾缭绕的山顶上,背对太阳,山的上面是晴天空,山的下面是云,他们可能会看到一圈圈五颜六色的光环围绕着他们在云幕上的影子。“气场随人动,人在环中。”这是佛光,也叫宝光。
当人背对太阳时,在阳光的照射下会形成一个投射在云幕上的身影,同时阳光也会照射到阴影附近的云滴上。经过散射、衍射等复杂过程后,它们会在图形周围形成一圈彩色光晕。
从飞机上经常可以看到佛光。
[摘要]
02
四大奇观形成原理之比较
首先,四大奇观的形成条件包括:
①空气体中必须有足够的水蒸气,换句话说,天空中要有适量的云或雾空。如果云和水滴或冰晶太少,光就不会被水滴或冰晶折射、反射和衍射。厚厚的云层太多,光线无法穿过,所以无法产生这些现象。
②风比较小,大气比较稳定,否则有规律排列的水滴或冰晶会被打乱,不会形成有规律的光学现象。
两者的区别在于,彩虹、花、佛光都可以由水滴弥散形成,区别在于水滴的大小。
一般彩虹是雨滴折射反射形成的,水滴大,衍射不明显;
华和佛光被更小的水滴衍射散射,呈现更复杂的多环晕。(光的衍射是指当遇到非常小的障碍物时,光波会绕过障碍物的边缘,到达障碍物的后面。)
光环只能由冰晶的折射和反射形成,冰晶往往存在于高云空中。
03
光学奇观与天气的关系
大气现象的产生与气象条件有关,所以它们在一定程度上可以是天气变化的前兆。我国有一些民间谚语,通过这些异常现象总结了人们预报天气的经验。
①“东虹日出西虹雨”
这个谚语根据彩虹的方向来推断未来的天气是晴天还是雨天。根据彩虹的形成原理,彩虹出现的方向就是水滴存在的方向。彩虹在东边,说明东边大气有更大的水滴,西边彩虹也一样。
我国大部分地区位于西风带,天气系统一般自西向东移动。东部的云雨区会逐渐远离东部,所以不会对当地造成影响。但当西部的云雨区靠近东部的局地时,就容易带来降雨。
(2)“日眩雨三宵,月眩风午”
晕的形成需要在高压空中有冰晶组成的卷层云存在,而卷层云通常出现在低压的前端,其后面是引起降雨的高层云和雨层云。如果低气压的大风区经过当地,就会有大风。当然,这句谚语并不一定是日晕表示下雨,月晕表示刮风,而是表示风雨将至。
当冷暖气团相遇时,卷层云出现在高空
(3)“天上的烧饼越来越小,天气不好”
所谓“烧饼”,指的是日本和中国的花。这句话的意思是,中国的环由大变小(又由明显变模糊),预示着天气将转阴雨。因为环的大小与云中水滴和冰晶的大小成反比。如果欢欢的直径在缩小,说明云层中的水滴和冰晶在逐渐增多,云层在逐渐增厚,天气会转阴雨。
04
我们来做题吧。
“日晕现象是阳光穿过云层时冰晶折射或反射形成的大气光学现象,往往预示着天气的变化。民间有句谚语叫“日晕三夜雨”。烟台市是“日晕”现象发生频繁的地区,春夏季发生率最高。2020年4月16日11时,山东省烟台市尚空出现日晕奇观。4月16日20时,烟台风力开始加大,气温开始下降,22时空飘来小雨。相应地完成下列问题。
1.烟台出现日晕现象时无降水,降水条件缺乏为(单选)
形容词(adjective的缩写)水蒸气含量不足
B.空气体下沉和升温
碳(carbon的缩写)空气体上升和冷却
D.缺乏凝结核
2.造成当日烟台“三夜雨”的天气系统可能性最大(单选)
形容词(adjective的缩写)冷锋
B.暖锋
碳(carbon的缩写)飓风
D.反气旋
3.春夏之交,烟台经常出现“日晕”现象,与以下因素关系最大(单选)
形容词(adjective的缩写)地理位置
B.地形条件
碳(carbon的缩写)气象条件
D.人类活动
【回答】
1.英语字母表中第三个字母
材料上说:“日晕”现象是太阳光穿过云层时,冰晶发生折射或反射而形成的大气光学现象。可以知道,高空空有冰晶,说明有大量水汽凝结,说明空空气有足够的水汽,但大气中凝结的水汽不足以降下来。所以烟台的“日晕”现象期间没有降水。c是正确的,ABD是错误的。所以选c。
2.英语字母表中第一个字母
资料显示,16日11时烟台出现日晕,20时风力开始加大,气温开始下降,22时开始下雨。此外,高层空空气中有冰晶,表明空空气中有充足的水汽。根据冷锋天气经过时的特征,判断为冷锋天气。a是正确的,b是错误的。气旋过境时气温会上升,过境后气温会下降。c错误。反气旋过境一般会出现晴朗少雨的天气状况,D是错误的。因此,选择a。
3.英语字母表中第一个字母
春夏之交,烟台经常出现“日晕”现象,主要是因为烟台地处中纬度沿海地区。春夏之交冷暖空空气活动频繁,空空气中水汽含量高,因此“日晕”现象容易受到气旋和冷锋天气的影响。a是正确的,BCD是错误的。因此,选择a。
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