☄ 天文

太阳旁边突然多了个光圈,那不是特效是真实的大气魔法

原来太阳周围的光圈是高空冰晶折射阳光造成的,而且它的出现可能预示着一两天内将有降雨

抬头一看,太阳周围挂着一个巨大的彩色光圈,半径大得像要把半边天都框起来——很多人第一反应是揉揉眼睛,以为自己看花了。但这个圈是真实存在的,气象学家给它起了个名字叫"日晕",而它出现的原因,藏在你肉眼根本看不见的高空冰晶里。

天上飘着的"玻璃碎片"是怎么回事?

离地面大约六七公里以上的高空,温度动不动就零下四五十度。在那个极寒的地方,水汽不会变成普通云朵,而是直接冻成了细小的六边形冰晶,薄薄地铺成一层叫做"卷层云"的云。这种云太薄太透明,很多时候你甚至注意不到它的存在,天空看起来只是蒙蒙的、白白的,但实际上头顶正漂浮着数以亿计的微型"玻璃片"。每一片冰晶的形状都接近一根六棱柱,就像一根迷你的铅笔,两端是六边形的平面,侧面是六块长方形。正是这个规整的形状,决定了接下来会发生什么。

光是怎么被这些冰晶"折弯"成一个圆圈的?

太阳光射进冰晶之后,会像光线穿过三棱镜一样发生折射——也就是被"掰弯"了方向。因为六棱柱冰晶的两个侧面之间夹角恰好是60度,光线从一个侧面进去、从另一个侧面出来,偏转的角度会被稳定地锁定在大约22度左右。这就是关键所在:不管这片冰晶飘在哪个位置,只要它的姿势对了,射出来的光线都会以同样的角度弯向你的眼睛。

于是,当你站在地上往太阳方向看,所有符合条件的冰晶恰好分布在以太阳为圆心、张角22度的一个圆锥面上。这个圆锥面和你的视野交出来的,就是那个圆圆的光圈。因为不同颜色的光折射角度略有差别,所以这个圆圈内侧偏红、外侧偏紫蓝,隐约有彩虹的感觉,只是比彩虹淡得多。这整套操作跟彩虹的原理非常像,只不过彩虹的主角是水滴,日晕的主角是冰晶。

看到日晕,要不要赶紧带伞出门?

民间早就有句老话:"日晕三更雨,月晕午时风。"听起来像迷信,但其实有点道理。形成日晕的卷层云,往往是一场风雨系统提前派出来的"侦察兵"——低气压系统靠近时,高空的卷层云会率先到达,日晕就这样出现了。几个小时到一两天之后,大规模的降雨云层才会跟着压过来。当然,这不是百分之百准确的天气预报,有时候卷层云只是路过,什么雨都不下,但如果你看到日晕同时天气预报也说有雨,那基本可以提前把伞塞进包里了。

顺便说一句:日晕的直径看起来极大,但你伸出手臂、张开手掌,它的半径大概就是你一个拳头加三根手指的宽度——下次看到日晕,可以这样比划一下,体验一把"用手测量天象"的古人智慧。