“雙彩虹”究竟是如何形成的？雙彩虹其實(shí)是霓和虹

9月3日，北京喜現(xiàn)雙彩虹美景在朋友圈刷屏。雖然彩虹是一種很常見(jiàn)的自然景象，但即便如此，每當(dāng)雨后天空中升起美麗的彩虹時(shí)，仍能吸引大家的目光，而極為少見(jiàn)的雙彩虹更是足夠“吸睛”。

那么，雙彩虹究竟是怎樣形成的?為什么很多時(shí)候，我們只能看到一道彩虹?科技日?qǐng)?bào)記者采訪了湖北省農(nóng)業(yè)氣象專(zhuān)家黃智敏，就這些問(wèn)題一一作了解答。

雙彩虹其實(shí)是霓和虹

黃智敏說(shuō)，空氣濕度較大時(shí)，空氣中的水汽可以看做是無(wú)數(shù)個(gè)小水滴。當(dāng)太陽(yáng)光射入小水滴時(shí)，會(huì)發(fā)生兩次折射和一次反射，即“折射—反射—折射”現(xiàn)象。

太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種顏色組成的，當(dāng)照射到水滴上時(shí)會(huì)出現(xiàn)第一次折射，由于這7種顏色光的波長(zhǎng)不同，它們的偏向角度也會(huì)不同，這時(shí)太陽(yáng)光就會(huì)分解為7種單色光;折射后的單色光到達(dá)水滴的背面后，會(huì)按照反射規(guī)律發(fā)生反射;反射后的單色光將回到入射水滴的這一面，這時(shí)將發(fā)生第二次折射，并仍然以單色光的形式射出水滴。

波長(zhǎng)最短的紅光，在水珠中的折射率最小，使得其出射光線與入射光線構(gòu)成最大夾角，而波長(zhǎng)最短的紫光，在水珠中的折射率最大，使其折射光線與入射光線構(gòu)成最小夾角，其他光依序在其中分布，人們?nèi)庋垡?jiàn)到的就是外紅內(nèi)紫的“虹”。

當(dāng)我們?cè)谔炜罩锌吹?ldquo;虹”時(shí)，就說(shuō)明太陽(yáng)光在水滴內(nèi)進(jìn)行折射和反射，也就意味著“霓”的存在。霓的形成與虹相似，只是太陽(yáng)光在水滴內(nèi)經(jīng)歷了兩次折射和兩次反射，即“折射—反射—反射—折射”，由于相比虹的形成多了一次反射過(guò)程，其折射率最小的紅光出射光線方向與入射方向成最小夾角，折射率最大的紫光出射方向與入射方向成最大夾角，最終我們看到的色彩排序就會(huì)恰好相反，呈現(xiàn)紅色在內(nèi)、紫色在外的形式。

但是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)水滴后發(fā)生兩次反射的情況較發(fā)生一次反射的情況光能量損失很多，因而霓的亮度比虹的亮度暗得多，一般不容易被人們觀察到。

所以，只有當(dāng)光的能量足夠大或者能量損失足夠小的時(shí)候，我們才能看到霓。若均可見(jiàn)，由于虹的角半徑為42度左右，霓的角半徑為52度左右，故霓在虹之上并與之平行。當(dāng)虹和霓共同被我們看到時(shí)，就呈現(xiàn)出了美麗的雙彩虹景象。

理論上來(lái)講，太陽(yáng)光是可以在小水滴里進(jìn)行多重反射的。但是由于每一次反射都會(huì)導(dǎo)致光的吸收和光的減弱。所以通常我們最多只能看到兩條彩虹。

水汽足水滴大才能彩虹成雙

彩虹形成的基本條件是水汽和太陽(yáng)光，水汽的充足與否和季節(jié)、地域相關(guān)。

從季節(jié)上講，一般冬天的氣溫較低，空中不容易存在小水滴，下雨的機(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不會(huì)有彩虹出現(xiàn)。夏季熱對(duì)流天氣較多，雷雨、陣雨天氣頻繁，又常常是急匆匆地下完雨就放晴，因此更容易看到彩虹。

從地域上來(lái)說(shuō)，彩虹的出現(xiàn)需要滿足一定的水汽條件，因此在我國(guó)南方，雨水充沛、空氣濕潤(rùn)的地方比較易見(jiàn)，出現(xiàn)雙彩虹美景的幾率也更大。比如，廣西空氣濕度較高，甚至有時(shí)候不下雨也會(huì)出現(xiàn)彩虹美景。

具備了彩虹的形成條件后，想要看到雙彩虹，空氣里的水滴大小是關(guān)鍵?？諝饫锼蔚拇笮?，決定了彩虹的色彩鮮艷程度?？諝庵械乃未螅屎缇王r艷;水滴小，彩虹顏色就黯淡。

因此，想要看見(jiàn)雙彩虹，空氣中的雨滴需要較大，保證霓的顏色足夠鮮艷，才可以被肉眼看到。

另外，我們從地面上看彩虹是一個(gè)拱形，但實(shí)際上它是一個(gè)完整的圓環(huán)。

地球的表面是一個(gè)曲面，雨后空氣中的水汽也會(huì)按照地球的曲面分布，因此，身處地球之外看到的彩虹，應(yīng)當(dāng)是完整的圓環(huán)形狀。這也是為什么從飛機(jī)上看到的彩虹是完整的圓環(huán)形。

一旦站在地球上，本來(lái)完整的彩虹便不再完整，這是因?yàn)榱硪话氩屎绫坏孛鎿踝×恕?記者 劉志偉)

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