日晕
日期:2025-07-03
来源:《大气科学科普词汇》词条
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日晕(solar halo),一般指在太阳的周围有一圈亮白色或彩色的光环,就是人们常说的太阳戴帽。而月亮周围形成的一圈白亮或彩色的光环就是月晕(详见词条“月晕”)了,俗称风圈或毛月亮。日晕月晕是一种较为常见的大气光学现象,是高空卷层云中的冰晶折射和反射太阳或月亮的光线形成的。它们的出现,往往预兆着雷雨天气的来临。民谚有“日晕三更雨,月晕午时风”的说法。这是因为形成日晕或月晕表明高空有卷层云,高空湿度变大,预示着有一个低压(如气旋,详见词条“低压”)系统移近,天气有可能变坏。

日晕家族

实际上悬浮在大气中的冰晶(卷状云、冰雾、砖石尘等)对日光的折射和反射作用而形成的晕的光学现象有很多种,根据光晕呈现环状、弧状、柱状或亮点状等等不一的形态,日晕分为22度晕、46度晕,幻日(详见词条“幻日”)、环地平弧、环天顶弧、虹彩云等。各种光晕的出现和悬浮在大气中冰晶的排列方式、太阳高度角以及观察者的地理位置都有一定的关系。通常所说的日晕只是其中的两种,一种是较为常见的小晕,也称为22度晕,另一种是46度晕。

22度日晕及幻日

22度日晕是太阳周围最常见的一种晕圈,伸直手臂对着晕圈,太阳、观察者和手臂形成的角度是22度。是由于阳光通过高空薄云(如卷层云)中直径小于20.5微米的六角形冰晶的折射和反射而形成。日晕光环的颜色一般是明亮的白色,但有时其上有卷云,光线通过卷云里面的冰晶形成色散而呈现出彩色,靠近太阳的内圈为淡红,外圈为紫色或白色。光环内的天空明显比光环外的暗。

太阳靠近地平线附近时的22度日晕上经常出现幻日,即日晕环上与太阳同一高度的两边有时会形成两个彩色或白色的大亮点,如此炫目,有时被观察者误认为是太阳,所以被称为幻日。它是由于太阳光通过直径大于30微米的六角形板状冰晶(且冰晶的平板面水平排列)的折射和反射而形成。靠近太阳的一边是红色,远离一边呈蓝白色,看起来象彗星的尾巴。

只要有太阳光和卷状云,日晕和幻日在世界各地都容易看到,全天任何太阳高度角都可能观测到,但在太阳高度角比较低时,即日出后和日落前太阳靠近地平线更常见,以及中纬度的冬天更常见。

日晕与幻日 Pauli Hanninen摄于芬兰拉普兰的利维雪场

22度日晕与日华的区别

日晕是由冰晶形成,晕圈颜色是内红外紫,而日华是由水滴形成,华彩内紫外红;日晕的晕圈内颜色比较暗,日华是彩色的盘。

22度日晕

日华

46度晕

晕可分为有“小晕”和“大晕”,“小晕”即22度晕,“大晕”即46度晕。46度晕是比22度晕有更大的光环,比较少见,一般也比22度晕环暗淡一些。

内圈光环为22度晕,外圈光环为46度晕

环天顶弧

环天顶弧,是最美丽和最丰富多彩的日晕之一。它是一条向上环绕天顶的彩色弧线,色彩鲜艳、明亮,色彩排列使它很象倒挂的彩虹,甚至比彩虹更明亮。靠近太阳这边的弧度可见,弧线大小通常只是圆圈的四分之一,偶尔也可以看到一半。环天顶弧顶点在太阳以上48度,因此在太阳比较低的情况下容易观察到,即日出日落前后,太阳高度角15~25度之间,其中在22.1度最亮,到32度以上环天顶弧消失不见。环天顶弧是由太阳光经过飘浮在空气中的水平排列的板状冰晶的折射和反射形成的。

环天顶弧

环地平弧

环地平弧(Circumhorizontalarc),也是日晕的一种,同环天顶弧一样,是颜色鲜艳而明亮的弧状光线。与太阳同侧,靠近地平线。环地平弧需要太阳高度角高于58度,地平线附近有卷云才能形成,所以一般在中午才能看到,其他时间看不到。在高纬度的北方由于太阳角比较低,则永远也看不到这种弧。

环地平弧 Mark Schiefer,Senftenberg,摄于阿尔比斯,勃朗峰




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