白虹真实存在,但极为罕见

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一道罕见的雾虹横跨英格兰西北部的埃尔特沃特河岸。白虹,亦称雾虹,由微小水滴形成:水滴使光线发生衍射,色彩被晕染淡化,最终形成整体呈白色的弧形光带。
提起彩虹,我们脑海里浮现的,永远是红橙黄绿蓝靛紫七色光谱横跨天际的斑斓彩弧。
但还有一种知名度极低的白色彩虹,普遍被称作“雾虹”(fog bow),往往会在大雾天气里悄然显现。
人类历史上有明确记载的第一次雾虹观测,发生在如今的厄瓜多尔境内,时间介于1737年8月至1739年7月之间,观测者为西班牙知名科学家兼探险家安东尼奥·德·乌略亚(Antonio de Ulloa)。
乌略亚在亲眼目睹三重宝光,也就是光学光环时,内心满是极致的震撼。他将这类光环统一称作彩虹,还观察到“一道泛着白调的弧形光带”,这便是如今我们熟知的雾虹。
接下来,我们就来全面了解白色彩虹的相关常识,同时教大家如何在自然环境中捕捉这份特殊景致。
雾虹与普通彩虹的核心差异
雾虹与常规彩虹的形成诱因完全一致,都是阳光照射水珠后催生的自然景观。
美国北达科他州KX新闻台首席气象学家肯尼·米勒(Kenny Miller)解释道:“二者的形成原理别无二致,唯一区别就在于水珠大小,而水珠尺寸的不同,会直接决定我们最终能看到怎样的色彩。”
华盛顿山天文台(Mount Washington Observatory)气象观测员贝利·诺丁(Bailey Nordin)进一步说明,普通彩虹的形成,源于阳光在大型雨滴表面发生折射。简单来说,光线会穿透水滴内部,同时在水滴背面形成反射。
我们熟悉的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种固定色彩,正是光线以不同角度折射后呈现出的视觉效果。
而雾虹的形成,依靠的是阳光穿过云滴时产生的折射与衍射双重作用。米勒指出,光的衍射现象,是雾虹整体呈现白色的关键因素,而雾气的存在,是形成雾虹的基础前提。
雾气的出现不分四季,在气温骤升骤降等极端温差环境下会更为频发,譬如春日气温回暖、积雪逐步消融的阶段。
米勒用通俗的例子类比雾虹的形成逻辑:雾虹的原理,和寒冬里我们哈出的白气十分相似。
“温热气息从口中呼出,与外界冷空气、周边环境交融后产生凝结作用,相当于人为制造出一片小型云雾与雾气。”
想要看见我们常见的彩色彩虹,空气中的水珠直径需要达到2毫米。这个规格的水珠呈标准球状,能够让各色光线均匀折射、有序分布。
米勒补充说明,雾虹的诞生条件则宽松许多,仅需要直径0.05毫米的细微云滴即可。
微小云滴依旧可以产生基础的折射反应,但同时会触发衍射现象,让各色光线向四面八方扩散开来。衍射指光线绕过水珠边缘产生的偏移现象,折射则是光线从空气进入水珠内部时发生的角度弯折。
米勒表示:“折射与衍射相互叠加、共同作用,会将所有色彩彻底融合,中和成纯净的白色,这也是雾虹没有缤纷色彩的根本原因。”雾虹并非全程都是纯白色。
米勒提到,部分雾虹会隐隐透出淡红色或淡紫色调。“出现这种情况时,意味着在色彩扩散的过程中,折射的作用力压倒了衍射,从而让少量色彩得以显现。”科研人员持续研究雾虹,借此深入探究大气光学规律,以及光线与空气中悬浮水珠的交互机制。
计算机领域的研究者通过模拟调整水珠的大小、形态,成功还原了多种大气光学奇观,其中不仅包含雾虹,还有双彩虹、孪生彩虹,也就是单条彩虹分裂成双弧的特殊景象。
雾虹的观测实用技巧
雾虹本身属于小众罕见景观,想要顺利观测并不容易。即便你所处区域正出现雾虹,也需要站在精准的位置才能看清全貌。
雾气是雾虹形成的必备条件,可大雾会大幅降低视野能见度,倘若身处浓雾核心区域,反而无缘得见。
诺丁说道:“想要观测雾虹,太阳或是月亮必须处于你的身后,借助自然光为雾气打光照明。”华盛顿山(Mount Washington)坐落于美国东北部,是当地海拔最高的山峰,山顶的华盛顿山天文台,海拔足足有6288英尺。
诺丁和天文台的工作人员,一年之中有六成时间都笼罩在雾气里。诺丁坦言:“我们时常整座天文台都被云层包裹,处在这样的环境里,完全没有机会观测到雾虹。”诺丁表示,除去山顶、北极地区这类常年多雾的特殊区域,雾虹在全球范围内都十分稀有。
米勒认为,亲眼邂逅雾虹,感受背后蕴藏的自然科学魅力,是一件极具意义的事,但雾虹本身并不具备特殊象征含义。
“它只是大自然赋予世间的小众趣味景观。倘若你和我一样热爱自然科学,看到雾虹的瞬间,一定会忍不住惊叹:多么震撼的画面,这般极致罕见的自然景致,值得用心去欣赏与赞叹。”
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