環天頂弧

環天頂弧(英語:circumzenithal arccircumzenith 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(一般位於卷雲內)後折射而形成,而非雨滴

位於美國麻薩諸塞州塞勒姆的環天頂弧,攝於2012年10月27日。影像中同時可見太陽上側弧(Supralateral arc)、彩暈弧英語Parry arc(Parry arc)和上正切暈弧英語Upper tangent arc(Upper tangent arc)。
攝於2005年7月10日。
2007年1月攝於美國北達科他州大福克斯

概要

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[來源請求]。產生幻日的卷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。

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

參見

參考文獻

  • David K. Lynch and William Livingston. Color and Light in Nature. 2nd ed, 2004 printing.
  • Les Cowley. Circumzenithal Arc. Atmospheric optics. [2007-04-23]. (原始內容存檔於2019-01-18). 
  • Les Cowley. CZA - Effect of solar altitude. Atmospheric Optics. [2007-04-23]. (原始內容存檔於2019-01-18). 

外部連結