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                  刷屏的“双彩虹”究竟是怎么形成的?

                  日期 2020-09-08   来源:新华网 来源:科技日报   作者:记者 刘志伟  【 】   【打印】   【关闭

                  2020年9月3日,北京上空出卐现双彩虹。

                    9月3日,北京喜现双彩虹美景在朋友圈刷屏。虽然彩虹是一种很常见的自然景象,但即便如此,每当雨后天空中升起美丽的彩虹时,仍能吸引大家的目光,而极为少见的双彩虹更是足够“吸睛”。

                   

                    那么,双彩虹究竟是怎样形成的?为什么很多时候,我们只能看到一道彩虹?科技日报记者采访了湖北省农业气象专家黄智敏,就这些问题一一作了解答。

                   

                    双彩虹其实是霓和虹

                   

                    黄智敏说,空气湿度较大时→,空气中的水♀汽可以看做是无数个小水滴。当太阳光射入小水滴时,会发生两次折射和一次反射,即“折射—反射—折射”现象。

                   

                    太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成的,当照射到水滴上时会出现第一次折射,由于这7种颜色光的波长不同,它们的偏向角度也会不同,这时太阳光就会分解为7种单色光;折射后的单色光到达★水滴的背面后,会按照反☆射规律发生反射;反射后的单色光将回到入射水滴的这一面,这时将发生第二次折射,并仍然以单色光的形式射出水滴。

                   

                    波长最短的红〗光,在水珠中的折射率最ω 小,使得其出射光线与入射光线Ψ构成最大夹角,而波长最短的紫※光,在水珠中的折射率最大,使其折射光线与入▓射光线构成最小夹角,其他光依序在】其中分布,人们肉眼见到的就是外红内紫的“虹”。

                   

                    当我们在天空中看到“虹”时,就说←明太阳光在水滴内进行折射和反射,也∑ 就意味着“霓”的存在。霓的形成与虹相似,只是ζ太阳光在水滴内经历了两次折射和两次反△射,即“折射—反射—反射—折射”,由于相比虹的形成多了一次反射过程,其折射率最小的红光出射光线方向与入射方向成最小夹角,折射率最大的紫』光出射方向与入射方向成◣最大夹角,最终我们看※到的色彩排序就会恰好相反,呈现红︾色在内、紫色在外的形式。

                   

                    但∏是太阳光经过水滴后发生两次反射的情况较发生一次反射的情况光√能量损失很多,因而霓的亮度比虹的亮度暗得多,一般不容易被人们观察到。

                   

                    所以,只有当光的能量足够大或者能量损失足够〓小的时候,我们才能看到霓。若均可见,由于虹〗的角半径为42度左右,霓的角半径为52度左右,故霓在虹之上并与之平行。当虹和霓共同被我们看到∴时,就呈现出了美丽的双彩虹景象。

                   

                    理论上来◎讲,太阳光是可以在小水滴里进行多重反射的。但是由于每一次反射都会导致光的吸收和光的减弱。所以通常我们最多只能看到两条彩虹。

                   

                    水汽足水滴大才能彩虹成双

                   

                    彩虹形成的基本条件是水汽和太阳光,水汽的充足与否和季节、地域相关。

                   

                    从季节上讲,一般冬天的气温较低,空中不容易存在小水滴,下雨的机会也少,所以冬天一般不会有彩虹出现。夏季热对流天气较多,雷雨、阵雨天气频繁,又常常是急匆匆地下完雨就放晴,因此更容易看到彩虹。

                   

                    从地域¤上来说,彩虹的出现需要满足一定的水汽条件,因此在我国南方,雨水充沛、空气湿润的地方比较易见,出现双彩虹美景的几率也更大。比如,广西空气湿度较高,甚至有时候不下雨也会出现彩虹美景。

                   

                    具备了彩虹的形成条件后,想要看到双彩虹,空气里的水滴大小是关键。空气里水滴的大小,决定了彩虹的色彩鲜艳程度。空气中的水滴大,彩虹就鲜艳;水滴小,彩虹颜▲色就黯淡。

                   

                    因此,想要看╱见双彩虹,空气中的雨滴需要较大,保证霓◥的颜色足够鲜艳,才可以被肉眼看到。

                   

                    另外,我们从地面上看彩虹是一个拱形,但实际上它是一个完整的圆环。

                   

                    地球的表面是一个曲面,雨后空气中的水汽也会按照地球的曲面分布,因此,身处地球之外看到的彩虹,应当是完整的圆环形状。这也是为什么从飞机上看到的彩虹是完整的圆环形。

                   

                    一旦站在地球上,本来完整的彩虹便不再完整,这是因为另一半彩虹被地面▃挡住了。