據北京日報報道,5月11日上午,北京上空出現了“七彩祥雲”,從下圖可以看出,在雲堆裡橫跨着一條很長的彩色條,雖然顔色并不分明,但還是能看出自上而下,是由紅往藍過渡的。
其實這已經不是第一次在北京出現七彩雲了,之前在2月21日,冬奧會結束後的第一天,就出現了一回七彩雲,見下圖:
雖然這次出現的彩色雲朵,顔色像彩虹,但其模樣與彩虹差異較大,體現在彎曲方向和程度上。
因為彩虹是因為太陽光被空氣中的小水珠,進行了“折射—反射—再折射”的過程,在這個過程陽光被色散,按照最終出來的路徑,光線進入人眼後,看到的彩虹都是一個向下彎曲的彩色條帶。
而且彩虹一般都在雨後出現得比較多,像這種正午天氣,太陽高度角也比較高,彩虹往往很難出現(因為彩虹的形成原理決定了,當你直面彩虹時,此時太陽往往都在你的身後,因此太陽高度角不會很高)
如果你上網搜索“七彩雲”是啥東西,得到的大多數回答都是兩個字“日華”,我們首先來看看什麼是日華,其次再來判斷北京出現的七彩雲是否符合。
日華七彩雲
實際上在氣象學中,有一種天氣現象就叫做“華”,因此剛才說的“日華”其實就是“華”,而這一現象是陽光衍射造成的,那什麼是衍射呢?
想必很多人都聽說過這個詞,簡單來講,以光為例,衍射就是從波的角度看待光,在遇到障礙物時,光波會繞過障礙物繼續傳播的現象,而這個現象是否明顯,取決于障礙物的尺寸大小,如果尺寸比較小,與波長相當或者更小,那麼衍射就明顯,反之就不明顯,這時候就比較像光線,而不是光波了。
對于日華而言,就是因為雲層中存在了一些尺寸較小的水滴或者冰晶,這些小東西充當了障礙物的角度,當光線通過時,發生了明顯的衍射現象,之後光波幹涉形成彩色圖案,一般而言這個彩色圖案是以光環的形式出現,如果水滴或冰晶的尺寸越小,則圖案顔色越分明。
日華
當然了,這也有兩個前提,一是雲層不能太厚,否則顯示就不會很清晰,二是如果這些水滴冰晶的尺寸并不全都一緻,那麼形成的圖案就會不規則,就隻能出現光環的一部分。
說到這,似乎與北京上空出現的七彩雲都吻合了,但還有一個關鍵點,那就是“華”這一現象,其産生的光環,顔色由内而外,是從紫到紅的,比如下圖是2020年4月30日出現在青海西甯的“日華”現象
從上圖可以看出,抛開顔色,單論其它方面似乎與北京七彩雲很相像,但青海西甯的七彩雲在顔色上是符合“華”的定義,而反觀北京七彩雲,顔色正好反過來了,紅色在上,紫(藍)在下,因此可以排除“日華”了。
是日暈嗎?既然不是日華,那難道是日暈嗎?說到日暈,估計很多朋友出現在腦海中的圖像是下面這個樣子,一個大光圈
實際上日暈是一個家族,它的成員挺多,比如:22°暈、幻日、幻日環、上切弧、下切弧、外接暈圈、環天頂弧、環地平弧等等,而北京七彩雲很有可能就是其中的環地平弧。
首先其顔色排列,環地平弧由上而下是從紅到紫(顔色是由于陽光照射雲層内的冰晶,經過折射産生的),這一點北京七彩雲符合。
其次環地平弧的形成需要三個條件:
第一:發生場所,也就是雲層高度要在6000米以上,這種高度的雲,一般都是卷層雲
第二:雲層内的冰晶數量要足夠多
第三:陽光照射雲層的高度要高于58度,因此在南北緯55度以上的國家,就不會出現環地平弧(而北京的緯度在40度左右,并且5月11日的太陽高度角在68度左右,符合要求)
最後呢,理論上符合了,現在就差一個實例證據,經過查找,2021年4月底,在河南鄭州就出現了一次環地平弧(見下圖)
這個結論,是當時的記者特地咨詢了中國天氣首席氣象分析師胡嘯得到的,并表示這是少見的七彩祥雲。不過與這次北京七彩雲相比,後者在顔色層次上不如鄭州的分明,這應該是雲層比較厚導緻的,如果能夠更薄一些,就會更加清晰。
一些更加鮮明的環地平弧:
#北京天空現七彩雲朵#
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