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罕见的双虹和月虹

虹,俗称彩虹,是人们最熟悉而又最美丽的大气光学美景之一。只要有太阳光来自身后,照射到对面正在或刚下过雨的雨滴幕上,就会出现一条内紫外红的七色彩虹。

   2014年7月24日上午9时25分,刚刚下过雨,我们在新疆果子沟景区的公路旁看见了难得一见的双虹──虹和霓,立即下车抢拍这一珍贵的镜头。从画面上可以看见内侧清晰的虹和外侧依稀可见的霓,这一光学现象持续了15分钟左右。

  虹,俗称彩虹,是人们最熟悉而又最美丽的大气光学美景之一。只要有太阳光来自身后,照射到对面正在或刚下过雨的雨滴幕上,就会出现一条内紫外红的七色彩虹。虹是一种“日照雨”现象。虹的形成,主要是太阳光在圆形的雨滴内经过折射,又回到了观察者眼睛的结果。由于不同颜色的光线波长不同,它们在雨滴中“拐弯”的程度也稍有差别。因此对观察者来说,不同高度的雨滴便会出现不同的颜色。在雨滴幕上彩虹区的最上部,雨滴是红色,依次是橙、黄、绿、青和蓝色,最下部的雨滴便是紫色。人们在生活中也常可见到彩虹,例如,在人工喷泉和天然瀑布的旁边可以看到彩虹,或者在家里熨衣服时喷一口水,只要背后有光线过来,也会出现彩虹。 

  虹分为主虹和副虹,副虹很少出现。当主虹和副虹同时出现时,主虹位于内侧,副虹位于外侧。主虹亦称为“虹”,由阳光射入水滴,经一次反射和两次折射而被分散为各色光线所致,色带排列是外红内紫。副虹称为“霓”,由阳光射入水滴经两次折射和两次反射所致,因为多了一次反射,所以光带色彩就不如主虹鲜明,色带排列是内红外紫,与虹相反。此外,有一种在雾上出现的虹,一般呈淡白色。

  历史上,曾经有人见过4条彩虹并列在空中的奇景,那是1948年9月24日晚6时左右,在前苏联彼得格勒的尼瓦河上空出现的。当时天空中是一片乌云,后来从海面上突然吹来了一阵充满水滴的风,一瞬间乌云下出现了太阳,整个天空中马上横贯一条光彩夺目的虹。同时,在它的不远上方生成了色彩倒排的双虹,这虹是由日光在尼瓦河上反射而形成的。数分钟后,在主虹内侧直接相连处,生成了狭细的三虹,以后又出现了四虹,其宽度只有第一道虹的三分之一。彩色也大大减淡。最后的两条虹最鲜艳部分是深红色带。4条虹在天空中的时间约20分钟之久。

  从公元6世纪开始,我国古代对虹这种大气光学现象就有了比较正确的认识。唐初的孔颖达(574—648年)曾概括了虹的成因,他认为:“若云薄漏日,日照雨滴则虹生。”明确指出产生虹的3个条件,即云、日、日照雨滴。北宋科学家沈括对此曾细致研究,并进行实地考察。他在《梦溪笔谈选注》中指出:虹和太阳的位置正好是相对的,傍晚的虹见于东方,而对着太阳是看不见虹的。对虹有了认识之后,便可以人工造虹。8世纪中叶,唐代曾有过“背日喷水成虹霓之状”的试验,表示背向太阳喷出小水珠,便能看到类似虹霓的情景。

  虹是由空中雨滴像三棱镜那样折射分解阳光而形成的,而光又是白昼的特征,所以虹通常在白天出现。那么,在夜间是否也会看到虹呢?回答是肯定的。1984年9月11日晚8时许,在辽东半岛上的大连市普兰店镇,人们惊奇地发现,西方半空中有一弧形光带,从南方伸向北方,伸至大约150度就不见了。县气象站的气象人员目测这一弧形光带的“视半径”约为40度。所谓“视半径”,是指观测者的眼睛到光弧圆心的连线与观测者的眼睛到光弧上任意一点的连线所形成的夹角度数。由于在夜晚,光带色彩不太分明,但仍可分辨出其上层的淡红色以及下层的淡绿色。人们被这奇异的景象惊呆了,纷纷议论着、猜测着:是电焊光呢,还是极光呢?蓦然回首,见一轮圆月已出东山,正徘徊于彤云之间。当夜是农历八月十六,清光如水,把山川村镇照得清清楚楚,此时又逢阵雨初霁,这些正是形成虹的条件。经县气象站的专家确认,这是“月虹”,又称“夜虹”。大约过了五分钟光景,随着云雨的移动,光带逐渐消失了。

  1987年6月7日子夜,新疆的乌苏市也出现了一条呈乳黄色的夜虹,部分地方色彩浓郁,在月光和闪电的映衬下,婀娜多姿,十分动人。1987年,我国许多报纸还报道了美国克邦斯普敦城的人们观赏月虹的盛况和月虹的成因。

  其实,我国对月虹现象早有记载,其中《魏书》上记载得最为详细:“世宗正始四年(公元243年)十一月丙子,月晕……东有白虹长二丈许,西有白虹长一匹,北有虹长一丈余,外赤内青黄,虹北有背……”这里所说“虹北有背”,可能是指在虹外侧还有色彩较淡的副虹。夜间为啥也能产生虹呢?因为夜间虽然没有太阳,但如果有明亮的月光,大气中又有适当的云雨滴,同样可以形成彩虹。因为月光是反射太阳的光,所以月光也是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫这7种可见的单色光组成的。不过月光毕竟比太阳光弱得多,形成的虹自然也就暗得多了。正由于光弱,所以大多数月虹都被误认为呈白色,像在我国大连市普兰店镇和美国出现的能分辨出颜色的月虹确实少见。国外曾有人将看上去是白色的月虹拍摄下来,结果照片显示出和日虹一样的彩色,只不过颜色淡一些罢了。  

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