倒掛的彩虹是怎麼形成的
General 更新 2024年12月22日
大自然無奇不有，倒掛的彩虹你見過嗎？其實倒掛彩虹就是環天頂弧，不過它是怎麼形成的呢？接下來小編就帶你們一起去了解一下吧。
究竟什麼是環天頂弧？
“環天頂弧”（circumzenithal arc）是氣象學中一種稀有現象，因為它的形成位置相當高，很少被人注意到，常被稱之為“倒掛彩虹”或“天空的微笑”， 它形成於和太陽同一側的天空，並且以不超過四分之一圓周的長度環繞天頂。
環天頂弧是怎麼形成的？
天空晴朗，雲層非常少，同時陽光還得以一定的角度照射在距離地面6100米-7625米的雲層中的細小的冰晶上形成折射。同時，雲層中的冰晶表面一定得是彎曲的，且顆粒比鹽粒還要小。
當太陽身處天空下方，日光與冰晶扁平面相接觸時，光線在每個晶體內都發生了彎曲，折射出包括紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛藍、藍紫色等彩虹特有的七色光譜。
由於捲雲所含的冰晶粒子不斷移動位置，因此環天頂弧現象出現的時間非常短暫。
具體過程分解是這樣：
形成環天頂弧的太陽光會從冰晶的平坦頂面進入，從其中一個稜鏡面射出。幾乎平行的太陽光經過角度90°的稜鏡折射後將是寬色分離和較單純的顏色。環天頂弧只能在太陽的仰角低於32.2°時形成。當太陽的仰角在22°時的環天頂弧最明亮，因為這時的太陽光進入和離開冰晶時的偏向角最小；這時形成的環天頂弧長度22°，寬度3°。環天頂弧的長度因為太陽仰角的不同而在32.2°和0°之間變化，並且在這兩個極值的環天頂弧亮度會非常微弱。當太陽的仰角高於32.2°，光線會從冰晶的底部離開，會形成幾乎只有單色的幻日環。
環天頂弧和彩虹有什麼不同？
☆ 原理不同：這種現象與雨滴在陽光的反射下產生的普通彩虹不同，環天頂弧是高空的薄捲雲中，通過比扁平的鹽結晶更小的六面體冰結晶反射形成的。捲雲是高雲的一種，是對流層中最高的雲。
☆ 顏色不同：環天頂弧顏色比彩虹單純，這是因為在形成過程中重疊的顏色較少。而且與彩虹的光譜相反，從下往上是由紅色到紫色的順序排列的。
☆ 位置不同：在極為寒冷的極地地區環天頂弧比彩虹更常見。
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