天空魔術表演

◆本刊綜合

如果你喜歡觀察天空，就會發現天空有時湛藍湛藍的，有時呈現迷人的紅色，有時卻是灰色的……天空如同一位魔術師，利用身邊的道具變幻出令人驚嘆的奇觀，呈現不同的色彩。

現在，我們請出這位魔術師，為大家帶來神奇的魔術表演。

圓形彩虹

雨后，天空魔術師手一揮，一個七彩“圈圈”——彩虹掛在空中，可漂亮了。平時，我們看到的彩虹是半圓形的，像一座拱橋，這次能夠看到彩虹的全貌，非常幸運呢。同樣幸運的還有澳大利亞的攝影師科林·萊昂哈特和英國人伯尼·韋爾奇。

2014年10月的一天，科林·萊昂哈特旅行經過科茨洛海灘時，在直升機上用鏡頭捕捉到了圓形彩虹。他說：“當時，直升機經過一片陣雨區，穿過雨區邊緣時，太陽正在落山，位置很低，陽光打造出了這一奇特的彩虹，它就在我們正前方?！?/p>

2016年11月的一天，圓形彩虹驚現英國東南部港口城市樸茨茅斯，伯尼·韋爾奇在高達100米的大三角帆塔的1號觀景臺上看到了它。

你知道天空魔術師是怎么變出彩虹的嗎？它為什么要在雨后表演這個魔術呢？

雨后，空氣中有許多小水滴，陽光以一個特殊的角度——約42°從正面照射水滴的時候，會穿過水滴表面發生一次折射，再在水滴背面反射一次，然后從水滴內部穿過，最終以折射的方式離開水滴，這樣折騰一番，光線終于到達我們眼中。在兩次折射、一次反射的過程中，因為陽光中7種顏色的折射率不同，所以本來齊頭并進混在一起的7位“選手”在穿過水滴后就分道揚鑣，跑出了不同的路線，這才讓我們看清楚它們各自的色彩。

正常情況下，我們看到的是紅色在最內側，紫色在最外側，但是因為光線在水滴內反射了一次，所以它們的順序被顛倒了——我們看到的彩虹顏色是紅色在外、紫色在內，而且我們需要背對太陽才能看到彩虹。

有時候，光線在水滴中反射兩次，我們就會看到在彩虹外部還有一個彩色圓弧，那就是霓虹中的“霓”，霓的顏色與虹正好相反——外紫內紅。當再看到霓虹這個詞的時候，我們要記得霓和虹是兩種不同的彩色光環。

如果你有幸在乘坐飛機時看到彩虹，視線沒有被地平線遮擋，那么有可能看到漂亮的圓形彩虹，這是彩虹的真面目。站在地面上，我們看到的彩虹基本是拱形的。

除了雨后，彩虹是不是也可能出現在其他場景中？只要有充足的水霧，陽光剛好呈42°照射，彩虹就會如約而至。所以，在瀑布周圍、灑水車附近或用水霧澆花時，我們經常能見到彩虹。

環天頂弧

咦，天空魔術師正在表演的魔術是倒著的彩虹嗎？

的確，天空掛著倒著的拱形彩虹，但它和彩虹只是外觀相似而已，它名叫環天頂弧，又名布拉維弧。

環天頂弧出現在與太陽同一側的空中，并且環繞天頂，環繞長度是四分之一個圓周，因此得名。它的最內側即靠近天頂的一側為藍色，最外側即朝向地面的一側為紅色，顏色排列方式剛好與我們熟知的拱形彩虹相反。遠遠望去，環天頂弧像一個向上彎起的嘴角。不過，由于其形成的位置較高，很少有人注意到它。

環天頂弧和彩虹雖然外觀相似，形成原理卻不同。天空魔法師表演彩虹使用的道具是陽光和水滴，而表演環天頂弧需要用到陽光和冰晶。陽光以水平角度通過冰晶，然后發生折射。由于冰晶不像水滴那般圓潤，而是呈扁平的六角形，陽光通過時發生方向倒轉，從而形成倒掛彩虹的樣子——環天頂弧。

光 柱

2015年12月30日晚上，內蒙古錫林浩特市的居民都沉浸在即將邁入新年的喜悅中，家家戶戶燈火通明，突然窗外出現一條條直沖云霄、五彩繽紛的光柱。這些光柱連接著地面和天空中的云彩，就像從天上飄下的彩帶。這如夢如幻的場景持續了近2個小時，城市仿佛變成了一座“童話小鎮”。

2018年12月13日凌晨3點，青海省海西蒙古族藏族自治州茶卡鎮上演極美光柱，吸引了攝影愛好者駐足拍攝。

這些絢爛奪目的光柱是一種大氣光學現象，天空魔術師表演這個魔術時使用的道具依然是冰晶。

天氣寒冷的時候，大氣上層的片狀冰晶在重力作用下緩緩飄落，形成一層層水平下落的冰晶。在飄落的過程中，它們漸漸與地面平行，就像在空中平行降下一面面由冰晶構成的鏡子。這時，如果有從地面來的光照射到這些冰晶的底部，冰晶就會將這些光反射回去。當光線反射到我們眼中時，我們就會看到連接天地的光柱掛在天邊。

因為光是從地面射向天空的，所以光柱一般出現在太陽比較接近地平線的日出、日落時分。此時，我們會看到如聚光燈一般的光線照射天空。如果是人造光源，光的顏色會更加豐富，形成更為絢麗的光柱。

幻 日

接下來，天空魔術師要將太陽由1個變成多個，這個魔術叫作幻日。瞧，這空中的景象很壯觀吧？

在現實生活中，一些人也看到過很多太陽同時掛在天空中的景象——幻日。1661年2月的一天，太陽升起不久，丹麥天文學家赫維爾和往常一樣坐在窗邊喝茶。他瞥了一眼窗外的風景，突然察覺到太陽有點不一樣，定睛觀察，頓時大驚失色，天空中竟然出現了7個太陽。赫維爾趕緊拿出紙筆，將自己看到的7個太陽的位置和光弧的形狀描繪在一張畫紙上。后來，他把這幅奇怪的畫收錄在著作《天邊孤獨的水星》中，后人將這幅圖稱作“赫維爾七日圖”。

2007年11月15日下午3時許，哈爾濱天空中出現了兩個太陽。在真正的太陽南側，還有一個暗一些的太陽在云中散發著光芒。

2013年6月18日8時左右，西能穿透。其次，太陽的照射角度要小，這樣陽光穿過冰晶時才能折射。而且，陽光、冰晶與人眼的角度都要正好，這樣折射后的光線才會被看到?；萌粘掷m的時間不太長，短則幾分鐘，長則幾十分鐘。

幻日不太容易見到，但是另一種現象卻很常見，那就是日暈。日暈總是與幻日相伴而生，有時候我們看不到幻日，但可以看到日暈。日暈的成因與幻日類似，也是陽光穿過空中的六邊形冰晶折射形成的，只是這時候的六邊形冰晶是六邊形柱狀冰晶，而非盤狀。

雨幡洞云

咦，天空中怎么出現了一個大窟窿？別擔心，這是天空魔術師表演的魔術——雨幡洞云，雨幡洞云也叫穿洞云，顧名思義，就是大片的云彩中間有一個大洞。在澳大利亞的吉普斯蘭島，人們就曾目睹這一景象。

為什么會出現這種景象呢？

云中聚集著無數小水滴，水滴在0℃時會凝結成冰。處于特殊高南大學育才學院的一些學生在上課途中驚訝地發現天空中出現了兩個太陽，紛紛拍照。

2015年1月23日，呼和浩特市上空出現了3個太陽。

“幻日”這個魔術是如何變的呢？天空魔術師用的道具是光和水汽，這水汽不是小水滴，而是無數凝結成六邊形的盤狀冰晶。在重力作用下，盤狀冰晶在天空中整齊排布，就像一塊透明的幕布。當陽光射向這些冰晶的時候，它們會像三棱鏡一樣折射陽光，使光線向左右分別折射約22°，這時，我們會看到三道光從太陽的方向直射過來，同時映入眼簾的就是3個太陽，但其實只有中間那個太陽是真的，旁邊兩個都是虛像，這就是幻日。

形成幻日的首要條件是有高層卷云，因為有云才能形成冰晶，而且云層要薄，這樣光線才度的高空云層溫度雖然低于0℃，但因為沒有凝結核，一些水滴仍處于液態，這種水滴被稱為“過冷水滴”。當飛機從中飛過，這些過冷水滴冷卻凝結成一個個冰晶并下落，在下落過程中，它們隨風飄蕩，形成像旗幡一樣的雨幡。而過冷水滴之前所在的位置就成了一個大洞，云中有洞，洞中有天，洞下有幡，正所謂“別有洞天”。如果光線合適，雨幡中的小冰晶還會折射陽光形成彩虹云，又是另一番盛景。

綠 閃

天空魔術師為我們表演的最后一個魔術是富有傳奇色彩的綠閃。在電影《加勒比海盜3》中，大副說：“當一個生命回歸或離去時，天邊會出現綠光?！边@里的綠光就是綠閃。

很少有人見過綠閃，因為綠閃只有在遙遠、低矮的地平線附近才能看到，持續時間只有幾秒鐘。曾經有很多人認為它不是真實存在的，還有一些人相信它的存在，但對它產生的原因一無所知，冒險家們則以看到它為傲。其實綠閃形成的原理并不復雜，它和三棱鏡分解白光的原理是一樣的。

陽光到達地面需要穿過地球的大氣層，而且在大氣層中會被折射。由于不同顏色的光折射率不同，它們就會分散，這就是色散現象。白天，太陽距離地球較近，陽光穿過大氣層的距離比較短，色散現象并不明顯。但是在日落時分，陽光穿過大氣層的距離變長，色散現象變得明顯，這時大氣層就像一個翻過來的三棱鏡，陽光被大氣分解成了七色光。當綠色部分進入眼睛，我們就見到了綠閃現象，甚至還有更罕見的藍閃和紫閃現象。因為我們看到的是被分解的光，所以它持續的時間非常短，可以說是轉瞬即逝。

看了天空魔術師這么多精彩的表演，下次天空中再上演魔術時，你是不是能很快戳穿它的小把戲呢？