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什么是幻日?幻日产生的原因是什么?

作者:李红娟 来源:巴中在线

  关于幻日现象

  幻日(sundogs)是大气的一种光学现象。在天空出现的半透明薄云里面,有许多飘浮在空中的六角形柱状的冰晶体,偶尔它们会整整齐齐地垂直排列在空中。当太阳光射在这一根根六角形冰柱上,就会发生非常规律的折射现象。

  关于幻日,中国早有记载,《淮南子》上说:“尧时十日并出,草木皆枯,尧命后羿仰射十日其九。”幻日不是神话,也不是一种不祥之兆,而是一种自然界的光学现象。

  原来,在地球上的天空被浓厚的大气包围,其中也有水蒸汽和小冰晶。它们在一定的条件下,可变成非常小的柱状或片状的雨滴或水汽,从高空徐徐下降,因受日 (月)光的照射而产生折射,就形成了幻日,实际上只有中间的太阳才是真正的太阳。因日光是由七种色光组成;由于不同色光的折射率不同(红光的波长最长,折 射率最小,紫光的波长最短,折射率最大,这种折射率随波长变化的现象叫色散),被柱状或汽状的雨滴或冰片折射后,偏转的角度也不同,这样形成的内红外紫的 彩色光环,叫晕。

  由于水滴的形状、大小不同便产生两种不同的晕,其中汽状水滴所形成的是光较强的内晕,最小偏向角约为22°;而穿过汽状水滴所形成的是,半径较大的彩色光环,这就是外晕,其最小偏向角约为46°。只有在满足最小偏向角的条件下观察,才能形成晕。

  在冬天,当高空的水滴凝结成细小的六棱形冰柱时,如果太阳光从侧面进入冰柱,而且能满足最小偏向角的条件,在内、外晕之间,靠近太阳两旁,与当地太阳同一高度的地方就容易出现“幻日”。出现幻日的多少、暗明、大小随着高空小冰柱的分布情况而异。

  出现“幻日”现象需要满足非常严苛的条件。首先要有卷层云,有云才会形成冰晶;其次云层要薄,透光率要好,这样才能把太阳光折射出来;还有很重要的一点,就是太阳与冰晶以及观察者之间的角度要正好,稍微偏一点就看不到。因此,“幻日”这种大气光学现象极为罕见。

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