上帝的微笑
倒挂彩虹在天文学上被称为幻日弧光现象,其样子看起来是一个倒挂着的彩虹。
倒挂彩虹现象和普通意义上的彩虹出现的原理是不一样的,人们经常见到的彩虹,是由于雨滴或雾滴对太阳光折射产生的一道七色光谱的弧。而幻日弧光的形成条件是天空晴朗、云层非常少,同时阳光还得以一定的角度照射在距离地面6100~7625米的云层中的细小的冰晶上形成折射。此外,云层中的冰晶表面一定得是弯曲的,且颗粒比盐粒还要小。事实上,除形成条件与彩虹不同外,幻日弧光的光谱排列顺序也和彩虹不同。幻日弧光的颜色排列方式为紫色在最上面,红色在最下面,刚好和彩虹相反。而由于卷云中的冰晶会不断改变方向,幻日弧光存在天空的时间极为短暂。
美国一位摄像师日前拍摄到难得一见的“天弧”照片,最初他还以为这是一个上下颠倒的彩虹,但事实并非如此。另外大家也别以为这组照片是其伪造的,它们其实是由日光引起的一种不同寻常的现象:日光照耀在苍穹中一层薄薄的无形冰晶,形成了这一罕见的天文奇观,同雨毫无任何联系。
美国康科德城艺术家、摄像师安德鲁·萨法斯在一个晴朗的下午看到了这个五彩缤纷的彩弧,当天清晨刚下过一场小雨,雨后晴空万里。他当时还以为彩弧是彩虹。彩虹是由于雨滴或雾滴对阳光有折射分光作用,使空中太阳对面出现的一道有七色光谱的弧。据物理学家乔·乔丹称,萨法斯所看到的这一天文奇观实际上是科学家所称的幻日弧光现象。乔·乔丹以前曾是美宇航局芒廷维尤艾姆斯研究中心的科学家,现为圣克鲁斯天空能量研究所主任,该机构在积极推进太阳能和其他替代能源的研究和应用。看到过萨法斯这组照片的乔丹介绍,这种造成彩弧的六边形冰晶尚没有盐粒大,通常形成于方圆8千米卷云寒冷薄雾。在极为寒冷的远北地区,天弧要比彩虹更为常见,但在气候较为温和的湾区,天弧则十分罕见,即使在冬天也是难得一见的奇观。当太阳在某个雾蒙蒙的下午身处天空下方——即使当天晴空万里,日光能与冰晶扁平面相接触。接着,光线在每个晶体内弯曲,呈现出五彩缤纷的颜色,红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝、蓝紫色等彩虹特有的七色光谱“一应俱全”。但乔丹表示,这些光弧的颜色显然是与彩虹颜色的相反方向出现的:在天弧中,如萨法斯所拍摄到的照片所示,红色处于光弧的最低端,而蓝色和蓝紫色则身处最顶端。光弧在数百万冰晶末端也忽然消失。乔丹说:“这些光弧就像是柴郡猫那样咧开嘴傻笑,并以相同方式消失在天际。”乔丹说,萨法斯1月13日所看到的幻日弧光现象持续了至少一个小时,这足以让萨法斯用尼康D70照相机从各个角度将光弧拍个遍。萨法斯说:“我们正在举行一个盛大的家庭派对,每一个人在看到这一奇观后都不由地发出赞叹声。我看到悬挂于天际的这个奇特的光弧时,激动心情简直无以言表。当天正是晴空万里的好天气,阳光照射在后院两棵高大的红杉树,给人一种暖洋洋的感觉,我还以为那是上下颠倒的彩虹颜色,绝对是五彩斑斓。”当天参加萨法斯家庭派对的亚历山大·安德罗尼克斯生动地将这一幕描述为“奇异景象。”她记得自己向现场的每一个人高呼:“哦,上帝呀,快仰望天空啊!我一生当中从未看见过如此美丽的景象,我们不约而同冲进房间拿相机拍摄这一奇观。我的相机是索尼数码相机,也拍摄到几张奇妙的照片。”萨法斯今年已85岁高龄,退休前是银行信贷员,大部分业余时间用于绘画和雕刻创作。萨法斯讲,50多年前,好莱坞在建设传说中的埃及剧院(今为美国实验电影院所在地)时,他曾受雇绘制壁画。直到今天,他仍对绘画和雕刻艺术爱不释手,同时还是位经验丰富的摄像师。英国退休物理学家莱斯·考利是一个世界著名大气光学网站的站长,里面收集了很多我们大多前所未见的壮观照片和天空奇景:弧光、晕轮、幻日、雾虹、圣光灯等。
无独有偶,英国剑桥市天空也出现了一轮倒挂的绚丽彩虹,引得路人驻足观看。一名天文学家用手中的相机及时捕捉到了这难得一见的天象。拍到倒挂彩虹照片的是天文科普作家杰奎琳,60岁的她感慨地表示:“我现在已经60岁了,却从来没有见过这样奇特的现象。”杰奎琳的丈夫、62岁的天文科普作家西蒙表示:“这个‘幻日弧光’的弧度是正圆的1/4,方向朝向落日,弧光的颜色比彩虹更加浓重、鲜亮。”杰奎琳表示,“出现幻日弧光的条件及其苛刻,对云层中的冰晶大小和天气状况都有要求,通常这种情况多发生在相对较冷的地方。但是在剑桥这一带气候较为温和的地区,出现这一天象实为罕见。”
幻日弧光这种现象的出现是没有规律的,可以在一年中任何一个时间出现。特别是当太阳和地平线处于一个特殊的角度(大约为32°)时,这种现象出现的频率会增多。在人们眼里,这种倒挂的彩虹,就像是“天空在微笑”,让人感到不可思议,大自然的神奇魅力就在这一刻体现。来自苏塞克斯邮局的一位当地居民用自己的相机捕捉到了这个神奇的瞬间。科学家们把这个神奇的微笑命名为“上帝之眼”。
日晕
日晕是卷云、卷层云形成的环绕在太阳周围的彩色(或白色)光环或光弧,色带排列内红外紫。日晕有时也被称为“日枷”,有全晕圈和缺口晕。日晕是一种大气光学现象,是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射而形成。当光线射入卷层云中的冰晶后,经过两次折射,分散成不同方向的各色光。实际上,有卷层云时,天空飘浮着无数冰晶,在太阳周围的同一圆圈上的冰晶,都能将同颜色的光折射到我们的眼睛里而形成内红外紫的晕环。天空中有由冰晶组成的卷层云时,往往在太阳周围出现一个或两个以上以太阳为中心内红外紫的彩色光环,有时还会出现很多彩色或白色的光点和光弧,这些光环、光点和光弧统称为晕。