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環天頂弧

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環天頂弧(英語:circumzenithal arc或circumzenith arc,縮寫:CZA)或稱布拉維弧(Bravais arc),是一種在外觀上類似彩虹的光學現象;但它的形成是太陽光從水平方向通過冰晶(一般位於捲雲內)後折射而形成,而非雨滴
一般稱之為“倒掛彩虹”或“天空的微笑”。 [2] 
中文名
環天頂弧
外文名
circumzenithal arc
circumzenith arc
別    名
布拉維弧
形成方式
太陽光從水平方向通過冰晶後折射而形成
縮    寫
CZA
性    質
一種在外觀上類似彩虹的光學現象

環天頂弧現象描述

環天頂弧形成於和太陽同一側的天空,並且以不超過四分之一圓周的長度環繞天頂。它的最內側顏色是藍色,最外側則是紅色,排列順序與彩虹相反。環天頂弧是其中一個最明亮和最多種顏色的。它的顏色比彩虹單純,這是因為在形成過程中重疊的顏色較少。而它給人的第一印象就是上下顛倒的彩虹。
環天頂弧曾經被稱為“天空的微笑”。因為它的形成位置相當高,很少被人注意到,但實際上它是相對較常見的大氣光學現象。產生幻日的捲雲也可以在天頂附近產生環天頂弧,通常發生於太陽在天空角度較低時。 [1] 

環天頂弧形成原因

形成環天頂弧的太陽光會從冰晶的平坦頂面進入,從其中一個稜鏡面射出。幾乎平行的太陽光經過角度90°的稜鏡折射後將是寬色分離和較單純的顏色。環天頂弧只能在太陽的仰角低於32.2°時形成。當太陽的仰角在22°時的環天頂弧最明亮,因為這時的太陽光進入和離開冰晶時的偏向角最小;這時形成的環天頂弧長度22°,寬度3°。環天頂弧的長度因為太陽仰角的不同而在32.2°和0°之間變化,並且在這兩個極值的環天頂弧亮度會非常微弱。當太陽的仰角高於32.2°,光線會從冰晶的底部離開,會形成幾乎只有單色的幻日環 [1] 
“環天頂弧”(Circumzenithal Arc)形成於和太陽同一側的天空,並且以不超過四分之一圓周的長度環繞天頂。當天晴雲淡,陽光以一定的角度,照射在高空雲層中的細小冰晶上形成折射,才會出現這個現象。同時,雲層中的冰晶表面一定得是彎曲的,而且顆粒比鹽粒還要小。當太陽處於雲層下方,日光與冰晶扁平面相接觸時,光線在每個晶體內都發生了彎曲,就會折射出彩虹特有的七色光譜。由於捲雲所含的冰晶粒子不斷移動位置,因此環天頂弧現象出現的時間非常短暫。 [2] 
參考資料
  • 1.    Les Cowley. "CZA - Effect of solar altitude". Atmospheric Optics. Retrieved 2007-04-23.
  • 2.    知名景區現奇觀!  .山西晚報.2023-01-25[引用日期2023-01-25]