一场大雨过后,厦门彩虹又成功上了热搜

一场大雨过后,厦门彩虹又成功上了热搜

大家都纷纷发出自己拍到的彩虹,但这份幸运却不是人人都有

有不少人没有看到昨天的彩虹,就比如我......

要是彩虹也能出个预报就好了,我们听说过天气预报,也听到过地震预报,这都是常见的预报类型,但大家听说过彩虹预报吗?

最近,我国首条彩虹预报正式发布。不仅预报了彩虹出现的概率,还提示了容易见到彩虹的地方,准确率达到85%,这也太梦幻了吧!

要知道彩虹的出现时间非常短。究竟是如何预测出来?并确定出现位置的呢?彩虹是怎么形成的?

彩虹形成的基本原理,大家应该都不陌生,阳光在小水滴中发生「折射-反射-折射」后,投射到人眼中,就形成了彩虹。

一场大雨过后,厦门彩虹又成功上了热搜

1307年欧洲就有人提出了,彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成的。

1637年法国哲学家、物理学家勒内·笛卡尔,用玻璃球注入水来进行实验,得出了水对光的折射指数,用数学的方法证明了彩虹的主虹是水点内的反射造成的,并准确的计算出了彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。

1665年英国物理学家艾萨克·牛顿,利用三棱镜研究日光,发现白光是由不同颜色的光混合而成,而不同波长的光有不同的折射率,这一发现成为了光谱分析的基础,关于彩虹形成的光学原理才全部被人们发现。

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其实我国早在唐代,孔颖达就提出了"若云薄漏日,日照雨滴则虹生"的观点,表明了虹是日光照射雨滴所产生的一种自然现象。

之后,张志和还进行了人工造虹实验,证实了虹的产生是阳光通过水滴的结果,他还指出了,要看到虹必须"背日"。

北宋时,孙彦先也提出了"虹乃雨中日影也,日照雨则有之"的说法,解释了彩虹是水滴对阳光的折射和反射。

沈括在编写《梦溪笔谈》时引用并证实了这一说法,他观察到虹和太阳的位置与方向是相对的现象,这比欧洲提出彩虹概念要早了几百年。

光是一种电磁波,光的颜色是由光波的频率决定的,在我们眼睛看到的范围内,红光的频率最小,紫光的频率最大。

虽然各种频率的光,在真空中传播的速度相同,但在介质中传播时,受介质的影响,折射率有所不同。

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因此,当一束白光通过棱镜时,前进方向发生变化,形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光带。

夏天雨过天晴后,天空中漂浮着很多小水滴,当阳光射入小水滴,即从空气进入水中时,发生第一次折射,由于构成白光的各种单色光的折射率不同,因此,光线在水滴内产生色散现象。

各色光同时在水滴内继续传播,遇到水滴的另一界面时,被反射回来,重新经过水滴内部,回到空气中时再经过一次折射。

这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次反射后,就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。

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当空气中的水滴数量足够多的时候,阳光通过这些小水滴,经过反射和折射作用后,射出的光集中在一起,天空中就出现美丽的彩虹了。

这也就是为什么,彩虹往往出现在夏天的雨后,因为夏天常常下阵雨,雨的范围不大,往往是这边下雨,那边天空还挂着大太阳,而且地面温度高,雨停后,地面上的水被快速蒸发,漂浮在空中,这都给彩虹形成提供了充足的条件。

有趣的是,彩虹出现在半空中的位置不是特定的,它会随着观察者而改变,因为每个人看到的彩虹的光线,来自不同的位置,不同的水滴,所以即使站在一起,每个人看到的也都是自己的专属彩虹。

一般情况下,我们看到的彩虹都是前面图中的样子,但受到水滴密集程度、水滴大小、光线入射角度等因素影响,我们有时也会看到很多特殊的彩虹。

平时,我们通常会看到一条彩虹,但有时在这条彩虹的外面,还能看到一条颜色顺序恰好相反,且较暗一些的另一条彩虹,叫做副虹,也被称为霓,与主虹是同心的圆弧。

霓的形成过程和虹一样,不同的是阳光从水滴下部射入,恰好在水滴内经历了两次折射和两次反射,这多的一次反射,就导致了它的光带颜色分布和虹相反。

而且由于多经历了一次反射,途中光能的损失比虹要多,所以相对的霓就黯淡一些。其实,阳光在水滴内经过三次、四次反射,还可以形成第三虹、第四虹等,但经历的反射次数越多,颜色就越暗,所以一般很难被看到。

单个水滴是无法呈现整个彩虹的,当空气中有大量形状和密度较均匀的水滴时,在特定的角度这些水滴会向观察者发出较强的反射光,同一角度的水滴分布在一个假想的锥形上,而在观察者的眼中,就形成了彩虹。

所以,完整的彩虹就是圆形的,只不过观察者的高度不够,锥形的下半部分被地面遮挡,所以我们只看到了彩虹的一半,当站得足够高时,就能看到彩虹的全貌了。

不同颜色的光折射率不同, 所以透过水滴才形成了七色彩虹,但非常偶然的机会,我们也能看到几乎纯白的彩虹。

这是水滴大小决定的,当水滴不断变小,光在穿过它们的时候,不仅会发生色散,还会发生更加明显的衍射(光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象)等其他现象。

在它们的作用下,彩虹会变得越来越宽,颜色也逐渐混合在一起,最终变成白色。这是一种非常罕见的自然现象,是月光下出现的彩虹,又叫黑夜彩虹、黑虹。

一场大雨过后,厦门彩虹又成功上了热搜

由于月亮本身不发光,它的光是反射太阳光而来的,因此亮度较小,但它和日光一样,也会透过空气中悬浮的水滴,被分解成七色的光谱。

但由于月光远没有日光明亮,所以通常只能分辨出一两种颜色,最好的观测时机是满月附近月光最亮的几天。

彩虹的出现是因为空气中的小水滴,除了雨后,浪花激起的水滴,同样能够形成彩虹,除此之外,瀑布、洒水车、甚至动物喷水也能形成短暂的彩虹。

在北京,只有极偶尔的机会,才能见到一次彩虹,而且高楼林立把天空分成一小块一小块的,所以很可能也只是看到一小段彩虹。

而在新疆伊犁的昭苏县,每年5到8月间,都能看到多达160余次的彩虹,而且通常是双彩虹,甚至还曾经出现过三层以上的彩虹,被称为"彩虹之都"。

这是昭苏县特殊的地理位置决定的,三面环山,东边是狭长的山谷,西边是开阔的盆地,使得夏季的昭苏每10天里就有五六天下雷阵雨,而且空气纯净,因此彩虹频频出现。

深绿色的开口处就是昭苏。由于经常能见到美丽的彩虹,很多游客慕名而来,但彩虹这事儿说不准,可能等了一天,就在进屋休息的那几分钟里,彩虹却恰好出现。

于是从2017年起,昭苏气象局开始统计彩虹出现的相关数据,例如起止时间和方位、云量、云状、云高、太阳方位,甚至彩虹出现方位的云的颜色,建立起了彩虹的"基因库",尝试预报彩虹。

通过不断扩充的基因库,彩虹的预报准确性越来越高,10小时内的预报准确率达到了85%以上,这下大家就可以准确的追彩虹啦!

其实不只是彩虹预报,最近几年多了很多新奇的气象预报,像是樱花、杏花、油菜花、荷花等的花期预报,结合风力、湿度、能见度、空气质量等预测出的蓝天预报,还有过敏人士最关注的却又不想看到的柳絮预报等等。

有了这些预报,我们就能更好的享受大自然带给我们的惊喜,真希望北京也能出个彩虹预报,就可以不在朋友圈里赏彩虹了。

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