霧(wu)虹(hong)(hong)是一(yi)種類似(si)于彩虹(hong)(hong)的(de)天氣(qi)現象,太陽光(guang)經由水分子反射(she)和折射(she)后(hou)形(xing)(xing)成(cheng)。霧(wu)虹(hong)(hong)沒(mei)有(you)顏色(se),顯(xian)示為白色(se),因此有(you)時被稱為“白色(se)的(de)彩虹(hong)(hong)”。霧(wu)虹(hong)(hong)與光(guang)環也(ye)不(bu)相同,光(guang)環是由于衍射(she)形(xing)(xing)成(cheng)多(duo)重(zhong)暗淡的(de)彩色(se)環,霧(wu)虹(hong)(hong)完全是白色(se)。
顏(yan)色(se)緣(yuan)由:霧虹(hong)沒有顏(yan)色(se)的原因是(shi)水滴(di)非常小(xiao)(小(xiao)于0.05毫米(mi)),以(yi)至于量子力(li)學(xue)中(zhong)的光波長(chang)變得很(hen)重(zhong)要,蓋住了顏(yan)色(se)。彩虹(hong)的水滴(di)相對較(jiao)大,就像反(fan)射(she)太(tai)陽的小(xiao)棱鏡,因此會產生(sheng)顏(yan)色(se)。
由于日、月光(guang)線在(zai)空氣分子或懸(xuan)浮滴粒上折射、反射、散(san)射或衍射而(er)產生(sheng)的(de)各種天氣現(xian)象。如虹、暈、華、峨(e)嵋寶光(guang)、霞、海(hai)市蜃景、曙暮光(guang)和極光(guang)等。
虹(hong)(hong)日(ri)、月(yue)光(guang)(guang)經云滴(di)(di)或霧(wu)滴(di)(di)發生(sheng)(sheng)(sheng)折射和反射而形(xing)成的(de)彩色(se)大弧。常出(chu)(chu)現于(yu)日(ri)、月(yue)相反的(de)方向(xiang)。但月(yue)虹(hong)(hong)或霧(wu)虹(hong)(hong)的(de)色(se)彩不(bu)(bu)很(hen)明顯。在(zai)(zai)云霧(wu)滴(di)(di)中(zhong)(zhong)(zhong)光(guang)(guang)線(xian)發生(sheng)(sheng)(sheng)一(yi)次內反射兩次折射所形(xing)成的(de)虹(hong)(hong),稱為主虹(hong)(hong)。主虹(hong)(hong)的(de)彩弧外側(ce)呈紅(hong)色(se),內側(ce)呈紫色(se),外側(ce)角(jiao)半徑約為42°。在(zai)(zai)虹(hong)(hong)的(de)外側(ce),有時可見另一(yi)同心大光(guang)(guang)弧,色(se)帶排列與虹(hong)(hong)相反,內側(ce)角(jiao)半徑約為50°,光(guang)(guang)彩也(ye)較暗(an)淡,稱為霓(ni)(或副虹(hong)(hong))。它是光(guang)(guang)線(xian)在(zai)(zai)云霧(wu)滴(di)(di)中(zhong)(zhong)(zhong)發生(sheng)(sheng)(sheng)兩次內反射、兩次折射而形(xing)成。虹(hong)(hong)和霓(ni)在(zai)(zai)地面上看,一(yi)般最多只能看到半個圓(yuan)弧,但若在(zai)(zai)山頂或自由大氣中(zhong)(zhong)(zhong)觀(guan)測(ce),則有時可觀(guan)測(ce)到幾乎整個圓(yuan)弧。早在(zai)(zai)公(gong)元7世紀,中(zhong)(zhong)(zhong)國唐代(dai)孔穎達(574~648)就曾提出(chu)(chu)“日(ri)照雨滴(di)(di)則虹(hong)(hong)生(sheng)(sheng)(sheng)”的(de)正確觀(guan)點。但直到1637年才由法國R.笛卡(ka)兒指出(chu)(chu):水滴(di)(di)對不(bu)(bu)同波(bo)長的(de)光(guang)(guang)線(xian)的(de)折射率的(de)差異是造(zao)成虹(hong)(hong)彩的(de)原因。
暈(yun)(yun)(yun)(yun)日、月光(guang)(guang)線通(tong)過云(yun)中冰晶發生折射(she)或(和)反射(she)而產生的(de)(de)(de)位于日、月周圍(wei)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)圈、光(guang)(guang)柱(zhu)、光(guang)(guang)弧(hu)、光(guang)(guang)點的(de)(de)(de)總(zong)稱。最(zui)常見的(de)(de)(de)暈(yun)(yun)(yun)(yun)是角半徑為(wei)22°的(de)(de)(de)暈(yun)(yun)(yun)(yun),是由光(guang)(guang)線通(tong)過六角柱(zhu)狀冰晶上(shang)相互交成60°的(de)(de)(de)兩個側面而產生折射(she)所形成,其光(guang)(guang)路(lu)的(de)(de)(de)最(zui)小偏向角為(wei)22°,即折射(she)的(de)(de)(de)最(zui)大強度(du),正(zheng)好在距光(guang)(guang)源(yuan)為(wei)22°處(chu)。暈(yun)(yun)(yun)(yun)多(duo)出(chu)現(xian)在卷(juan)層云(yun)或卷(juan)云(yun)上(shang),有時光(guang)(guang)圈不全。月暈(yun)(yun)(yun)(yun)多(duo)白色。日暈(yun)(yun)(yun)(yun)色彩(cai)排列內紅外紫,內側最(zui)亮(liang),具有相當明顯的(de)(de)(de)邊界,愈往(wang)外亮(liang)度(du)愈弱。角半徑為(wei)46°的(de)(de)(de)暈(yun)(yun)(yun)(yun)較少見到,產生這種暈(yun)(yun)(yun)(yun)時,日、月光(guang)(guang)線需通(tong)過六角柱(zhu)狀冰晶上(shang)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)個側面及(ji)一(yi)(yi)個底面,如圖。早晚(wan)太陽高度(du)角甚低時,有時可見一(yi)(yi)條白色光(guang)(guang)柱(zhu),直貫太陽,稱為(wei)日柱(zhu)。它與(yu)假日環(huan)、日珥、假日、反日、日角等都(dou)屬日暈(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)范(fan)疇(chou)。暈(yun)(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)常是天氣將(jiang)要變化的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種預兆,許多(duo)古代的(de)(de)(de)天氣諺語和暈(yun)(yun)(yun)(yun)象有關,如“日暈(yun)(yun)(yun)(yun)三更雨,月暈(yun)(yun)(yun)(yun)午時風”等。
華(hua)日、月光(guang)(guang)線通過云(yun)(yun)(yun)滴或(huo)小(xiao)冰晶時,由衍射作用而形成的(de)(de)(de)緊密圍于(yu)日、月光(guang)(guang)輪外的(de)(de)(de)彩色(se)(se)光(guang)(guang)象。通常出現(xian)于(yu)高積云(yun)(yun)(yun)上,有(you)時出現(xian)在卷積云(yun)(yun)(yun)、層積云(yun)(yun)(yun)上。色(se)(se)彩內側(ce)微藍(lan)色(se)(se)、外側(ce)褐紅色(se)(se),有(you)時可(ke)能有(you)好幾(ji)重。華(hua)的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)決定于(yu)云(yun)(yun)(yun)滴的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao),它的(de)(de)(de)半徑(jing)反比例于(yu)水(shui)滴或(huo)冰晶的(de)(de)(de)尺度。華(hua)的(de)(de)(de)角半徑(jing)一般在1°~5°之間,最大(da)(da)可(ke)達十幾(ji)度。它的(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)變化可(ke)預(yu)示(shi)云(yun)(yun)(yun)的(de)(de)(de)結構和天(tian)氣變化的(de)(de)(de)趨勢。天(tian)氣諺語中就有(you)“大(da)(da)華(hua)晴,小(xiao)華(hua)雨”的(de)(de)(de)說法。
峨嵋(mei)(mei)寶光日(月)光從(cong)觀測(ce)者后面(mian)投射到前方云(yun)(yun)幕或(huo)霧幕上,因(yin)受云(yun)(yun)霧滴的衍射而產生(sheng)的彩(cai)環(huan)。觀測(ce)者的頭(tou)部或(huo)人影可見(jian)(jian)于彩(cai)環(huan)之中。由于在四(si)川峨嵋(mei)(mei)山(shan)最常見(jian)(jian),因(yin)而得名。在其他山(shan)地(di)或(huo)飛機航行(xing)于云(yun)(yun)上時(shi),有時(shi)也可見(jian)(jian)到這(zhe)種現象。
霞(xia)(xia)清(qing)晨或(huo)傍晚(wan),在太(tai)陽(yang)(yang)附近或(huo)太(tai)陽(yang)(yang)相對一側(ce)的(de)(de)天(tian)(tian)空或(huo)云層(ceng)上出現(xian)(xian)的(de)(de)色彩現(xian)(xian)象。它是由陽(yang)(yang)光(guang)(guang)透過氣(qi)層(ceng)時受(shou)空氣(qi)分子(zi)及大氣(qi)中的(de)(de)塵(chen)埃、水汽(qi)等(deng)(deng)的(de)(de)選擇性(xing)散射,余下較長(chang)波長(chang)的(de)(de)日光(guang)(guang)所形成。因為波長(chang)較短的(de)(de)藍紫光(guang)(guang)大多(duo)已被散射掉,所以(yi)霞(xia)(xia)光(guang)(guang)多(duo)數以(yi)紅光(guang)(guang)占優勢。晴空出現(xian)(xian)的(de)(de)霞(xia)(xia)是散射霞(xia)(xia);有(you)云時出現(xian)(xian)的(de)(de)霞(xia)(xia)是通過大氣(qi)的(de)(de)剩余日光(guang)(guang)在其上反射而成,稱為反射霞(xia)(xia)。霞(xia)(xia)有(you)預示天(tian)(tian)氣(qi)的(de)(de)作用,如天(tian)(tian)氣(qi)諺(yan)語中有(you)“朝霞(xia)(xia)不出門,晚(wan)霞(xia)(xia)行千里(li)”等(deng)(deng)。
海(hai)市蜃(shen)(shen)(shen)景(蜃(shen)(shen)(shen)樓)來自遠處(chu)物(wu)(wu)體的光線,經反常密度分(fen)布的空(kong)氣層,發生(sheng)(sheng)顯著(zhu)折射(she)(或(huo)同(tong)時有(you)全(quan)反射(she))時,使遠處(chu)景物(wu)(wu)發生(sheng)(sheng)位置、形狀、大小(xiao)的變化(hua)和晃(huang)動等的奇異幻景。比實(shi)物(wu)(wu)高的稱上蜃(shen)(shen)(shen),比實(shi)物(wu)(wu)低的稱下蜃(shen)(shen)(shen)。常發生(sheng)(sheng)在(zai)海(hai)邊(bian)或(huo)沙漠地區(qu),故有(you)“海(hai)市”之稱。
極(ji)光高緯度(du)夜空中出(chu)現的(de)(de)射線、弧、帶、帷幕或冠冕(mian)狀絢麗彩色的(de)(de)光象。常具有動(dong)態(tai)。系太陽發(fa)出(chu)的(de)(de)高速帶電粒子(zi),因受地(di)球磁場作用而折向高緯地(di)區(qu),激發(fa)了高層大(da)氣分子(zi)或原子(zi)而形成。中緯地(di)區(qu)亦可偶見。其(qi)亮度(du)一(yi)般如滿月(yue)夜的(de)(de)云,常帶紅、綠等色彩。
1、霧虹沒有顏(yan)色的(de)原因(yin)是水滴非常小(小于(yu)0.05毫米),以至于(yu)量(liang)子力學中的(de)光(guang)波長變(bian)得很(hen)重要(yao),蓋住(zhu)了(le)顏(yan)色。
2、霧虹與彩虹相似,都(dou)是由水滴反射(she)太陽光形(xing)成的奇景。
3、霧虹沒有顏色(se),顯示為(wei)白色(se)。
1、霧(wu)虹和彩虹的觀測(ce)方向一致。
2、太陽需(xu)在觀測者(zhe)頭部后方,并(bing)且(qie)太陽需(xu)貼近或(huo)低于地平面。
3、同時在觀測(ce)方向,即遠(yuan)離太陽(yang)方向,需形(xing)成(cheng)霧(wu)。
攝影師亞歷克斯·圖多麗卡(ka)在西班牙加那(nei)利群島拍攝到了霧虹(hong)景(jing)觀,霧虹(hong)看起(qi)來就像(xiang)是《山大(da)王(wang)的殿堂》中神(shen)奇的大(da)廳,但你只要一融入其中,濃霧就會在你面前消(xiao)散。
圖多麗卡(ka)在(zai)穆查丘斯羅克天文(wen)臺(tai)的(de)牛頓望遠(yuan)鏡附近拍攝到(dao)這壯美(mei)的(de)景(jing)觀(guan)。他說(shuo)一天早上(shang),觀(guan)測完(wan)(wan)星空的(de)我(wo)已非常疲憊,但我(wo)還是打算在(zai)天文(wen)學家住(zhu)處附近看日出。為(wei)了(le)拍攝到(dao)更完(wan)(wan)美(mei)的(de)照(zhao)片,我(wo)爬(pa)了(le)半個小時(shi)的(de)山路,到(dao)達到(dao)了(le)山頂(ding),然后我(wo)就看到(dao)了(le)壯觀(guan)的(de)霧虹,我(wo)就知道自己沒有白白等(deng)待。
霧虹(hong)(hong)與彩虹(hong)(hong)相似,都是由水(shui)滴反射太陽光形成的(de)(de)(de)奇景。這種(zhong)罕見(jian)的(de)(de)(de)景觀通常出現在丘陵,山區和冷海霧中。圖多麗卡(ka)說當時的(de)(de)(de)條件正符合出現奇景的(de)(de)(de)光學現象。我很(hen)幸(xing)運可(ke)以看到壯觀的(de)(de)(de)霧虹(hong)(hong)。這種(zhong)奇景只能維持幾分鐘,我必需快(kuai)速的(de)(de)(de)按動快(kuai)門。