吳智輝
高高的天空布滿一層薄薄的羽狀云彩,太陽(yáng)從云彩后面露出柔和的笑臉。以太陽(yáng)為中心,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)巨大的光圈,光圈是七彩的,偶爾還會(huì)在光圈兩側(cè)各出現(xiàn)一個(gè)小太陽(yáng),甚至是三日、四日、五日同輝,十分神奇!這到底是什么奇妙的現(xiàn)象?它究竟是怎么產(chǎn)生的呢?月亮也有這種光圈嗎?一起飛向天空去看個(gè)明白吧!
冰晶是暈的母親
在離地面5000米以上的高空,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些稀薄的云彩,氣象上稱(chēng)之為卷云。卷云是由于高空氣溫低,而且水汽很少,在那里,水汽并非先凝結(jié)水滴再結(jié)冰,而是直接凝華,因此其結(jié)晶體為六棱冰晶,相當(dāng)于三棱鏡。如果卷云呈層狀出現(xiàn),稱(chēng)之為卷層云。
當(dāng)卷層云擋住太陽(yáng),太陽(yáng)透過(guò)卷層云的冰晶,光線射入卷層云中的冰晶后,折射或反射后就會(huì)形成日暈。太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)兩次折射,分散成不同方向的各色光,在太陽(yáng)周?chē)蝗ι系谋?,都能將同一種顏色的光折射到我們的眼睛里,形成赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色(內(nèi)紅外紫)的暈環(huán)。
暈的劃分
暈可分為“小暈”和“大暈”?!靶灐奔?2度暈,“大暈”即46度暈。小暈是以發(fā)光體為圓心,角半徑為22度的一種內(nèi)圈呈淡紅色,外圈偶爾為紫色或白色的光環(huán),光環(huán)內(nèi)的天空明顯較光環(huán)外的暗。而大暈則是角半徑為46度的暈環(huán),十分少見(jiàn),一般比小暈暗。
暈的奇景
幻日是暈家族的奇景,俗稱(chēng)多日同輝,即在暈光圈上出現(xiàn)多個(gè)“太陽(yáng)”,多出來(lái)的“太陽(yáng)”其實(shí)是太陽(yáng)的幻影。多日同輝所需要的氣象條件比暈形成的條件苛刻得多。首先天空得有適量的云,云太少的話它形成不了,云太多了光就會(huì)被吸收掉,射不到地面上來(lái)。另外云中六棱體的冰晶要足夠,才能產(chǎn)生足夠的光折射。再有風(fēng)也不能太大,整個(gè)大氣層比較穩(wěn)定,保證有規(guī)則的冰晶不會(huì)被打亂,才能形成多日同輝的折射現(xiàn)象。
幻日奇景有多種,其中近幻日是奇景中比較常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。位于22度暈左右兩旁有兩個(gè)近幻日,46度暈左右兩旁也各有一個(gè)近幻日。另外還有遠(yuǎn)幻日,環(huán)天頂弧,環(huán)地平弧,內(nèi)暈珥,日柱,反假日,則更為罕見(jiàn)。都是在特定條件下形成的美麗景。
暈?zāi)茴A(yù)示天氣嗎?
氣象諺語(yǔ)有“日暈三更雨,月暈午時(shí)風(fēng)”之說(shuō),可見(jiàn)暈是能預(yù)報(bào)天氣的。確切地說(shuō),暈象經(jīng)常是壞天氣的征兆,是預(yù)報(bào)系統(tǒng)性天氣區(qū)移動(dòng)的一個(gè)指標(biāo)。
一個(gè)內(nèi)含風(fēng)雨雷電等激烈天氣的天氣系統(tǒng),在自西往東移動(dòng)時(shí),總是高云在最前面,緊接著是中云、低云,然后才是風(fēng)雨區(qū)。因此,當(dāng)我們看到形成暈的卷層云自西往東移動(dòng),而且云層越來(lái)越低,越來(lái)越厚時(shí),就有理由判斷有天氣系統(tǒng)正在向我們靠近,當(dāng)然就可能出現(xiàn)風(fēng)雨等天氣現(xiàn)象了。由于暈距離風(fēng)雨區(qū)尚遠(yuǎn),對(duì)未來(lái)的天氣有預(yù)示作用。
不過(guò),如果是殘缺的暈,說(shuō)明不是整層的卷層云所產(chǎn)生,一般是由較多的其他卷云形成的,其預(yù)示作用就會(huì)大打折扣了。
華、虹與暈的區(qū)別
暈、華、虹都是美麗的大氣光學(xué)現(xiàn)象,但是它們的成因又各有不同。
華(日華、月華)的成因與暈相類(lèi)似,都是太陽(yáng)透過(guò)云層而出現(xiàn)的光環(huán)。不同的是,華透過(guò)的云層比卷層云低(一般為高層云),云層內(nèi)主要是小水滴。當(dāng)陽(yáng)光通過(guò)與其波長(zhǎng)相近的小水滴時(shí)就會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。衍射也叫繞射,由于光的波動(dòng)性,遇到極微小的障礙物的時(shí)候,會(huì)繞過(guò)它的邊緣而達(dá)到障礙物的后面,而偏離了原來(lái)直線前進(jìn)的方向,因此產(chǎn)生了內(nèi)圈藍(lán)綠色,外圈紅棕色的華。日華并不明顯,而月華則更加鮮艷。
我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):朝玻璃窗哈氣,使之形成一層水汽薄膜,再透過(guò)水汽薄膜看窗外遠(yuǎn)處的一個(gè)光源,就可以看到光源外面有一個(gè)和華一樣的彩色光環(huán)。
虹的成因與暈、華有比較大的差異。暈和華形成時(shí)太陽(yáng)都是在其背后,而虹是出現(xiàn)在和太陽(yáng)相對(duì)著的方向。從原理上講,虹是由大氣中的小水滴經(jīng)日光照射,發(fā)生折射和反射作用而形成的彩色圓弧。我們?cè)谟^賞瀑布時(shí),經(jīng)??梢钥吹叫⌒〉牟屎?。虹由外圈到內(nèi)圈呈赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫,顏色排列與暈一樣。虹也可以預(yù)示下雨,“東虹日頭西虹雨”,表示西邊不遠(yuǎn)已經(jīng)有降雨產(chǎn)生,由于大多數(shù)天氣系統(tǒng)是由西向東移動(dòng)(臺(tái)風(fēng)除外),一會(huì)兒可能就下雨了。
暈這種大氣光學(xué)現(xiàn)象,不僅奇妙美麗,而且還能預(yù)示天氣。我們?cè)谛蕾p它絢爛多姿的身影時(shí),也要學(xué)會(huì)去理解它的科學(xué)原理,讓它為我們?nèi)祟?lèi)更好地服務(wù)。