環(huán)天頂弧（Circumzenithal Arc）別名：倒掛彩虹，天空的微笑；是一種在外觀上類似彩虹的光學(xué)現(xiàn)象。環(huán)天頂弧在寒帶地區(qū)比較常見，在溫帶地區(qū)則十分罕見。但它在中國各地也時有出現(xiàn)。
環(huán)天頂弧形成于和太陽同一側(cè)的天空，并且以不超過四分之一圓周的長度環(huán)繞天頂。當(dāng)天晴云淡時，陽光以一定的角度，照射在高空云層中的細(xì)小冰晶上形成折射才會出現(xiàn)這個現(xiàn)象。環(huán)天頂弧的“彩虹”是由太陽光照射到半空中的水滴，光線被折射及反射而形成。而環(huán)天頂弧則是太陽光從水平方向通過冰晶（一般位于卷云內(nèi)）后折射而形成。弧的大小常會隨太陽高度變化而變化，太陽越高，弧半徑越小；當(dāng)太陽高度高于32°時，則消失不見。
2008年9月14日，英國劍橋出現(xiàn)環(huán)天頂弧現(xiàn)象，劍橋大學(xué)天體物理學(xué)博士杰奎琳·米頓拍下了此次奇觀。2024年7月8日，廣東河源上空出現(xiàn)環(huán)天頂弧現(xiàn)象，并被網(wǎng)友拍攝到。
現(xiàn)象描述
環(huán)天頂弧形成于和太陽同一側(cè)的天空，并且以不超過四分之一圓周的長度環(huán)繞天頂。它的最內(nèi)側(cè)顏色是藍(lán)色，最外側(cè)則是紅色，排列順序與彩虹相反。環(huán)天頂弧是其中一個最明亮和最多種顏色的暈。它的顏色比彩虹單純，這是因?yàn)樵谛纬蛇^程中重疊的顏色較少。在外觀上是一種形如倒掛彩虹的弧光。
形成原理
環(huán)天頂弧的“彩虹”形成是當(dāng)太陽光照射到半空中的水滴，光線被折射及反射的。而環(huán)天頂弧則是太陽光從水平方向通過冰晶（一般位于卷云內(nèi)）后折射而形成，而非雨滴。
環(huán)天頂弧的卷云是由扁平的六角片狀冰晶組成，光線從冰晶的上平面進(jìn)入，經(jīng)折射從側(cè)面射出，表現(xiàn)為靠近天頂?shù)慕咏雸A的彩弧。弧的大小常會隨太陽高度變化而變化，太陽越高，弧半徑越小；當(dāng)太陽高度高于32°時，它就消失不見。所以在中緯度地區(qū)，環(huán)天頂弧主要出現(xiàn)在早晨和傍晚。環(huán)天頂弧的艷麗顏色歸因于形成它的冰晶較大，從而色散寬度較大的緣故，環(huán)天頂弧的半峰寬度和顏色純度隨太陽高度角的增大而增大。
形成條件
當(dāng)天晴云淡，陽光以一定的角度，照射在高空云層中的細(xì)小冰晶上形成折射，才會出現(xiàn)這個現(xiàn)象。同時，云層中的冰晶表面一定得是彎曲的，而且顆粒比鹽粒還要小（形成環(huán)天頂弧的冰晶大小為100~500 μm)。當(dāng)太陽處于云層下方，日光與冰晶扁平面相接觸時，光線在每個晶體內(nèi)都發(fā)生了彎曲，就會折射出彩虹特有的七色光譜。由于卷云所含的冰晶粒子不斷移動位置，因此環(huán)天頂弧現(xiàn)象出現(xiàn)的時間非常短暫。
與彩虹的區(qū)別
原理不同：環(huán)天頂弧與雨滴在陽光的反射下產(chǎn)生的普通彩虹不同。它是高空的薄卷云中，通過比扁平的鹽結(jié)晶更小的六面體冰結(jié)晶反射形成的。卷云是高云的一種，是對流層中最高的云。
顏色不同：環(huán)天頂弧的顏色比彩虹單純，這是因?yàn)樵谛纬蛇^程中重疊的顏色較少，而且它與彩虹的光譜相反，從下往上是由紅色到紫色的順序來排列的。
位置不同：在極為寒冷的極地地區(qū)，環(huán)天頂弧比彩虹更常見。
歷史記錄
2008年9月14日，英國劍橋出現(xiàn)環(huán)天頂弧現(xiàn)象，劍橋大學(xué)天體物理學(xué)博士杰奎琳·米頓拍下了此次奇觀。
2007年1月，環(huán)天頂弧出現(xiàn)在美國北達(dá)科他州州大福克斯。
2012年10月27日，環(huán)天頂弧出現(xiàn)于美國馬薩諸塞州塞勒姆。從影像中，同時可見太陽上側(cè)弧（Supralateral arc）、彩暈弧（Parry arc）和上正切暈弧（Upper tangent arc）。
2014年8月，43歲的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師伊安·布魯克斯在英國黑譚拍攝到環(huán)天頂弧。
2016年3月，英國一家餐館后院的一部份人見證到了環(huán)天頂弧。
2013年7月3日，它出現(xiàn)于山西太原；2014年6月2日，出現(xiàn)在內(nèi)蒙古自治區(qū)扎蘭屯市柴河；同年8月，出現(xiàn)在重慶和珠海市；12月30日，出現(xiàn)在海淀區(qū)。
2023年2月2日，北京市天空中出現(xiàn)了環(huán)天頂弧現(xiàn)象。
2024年7月8日，廣東河源上空出現(xiàn)環(huán)天頂弧現(xiàn)象，并被網(wǎng)友拍攝到。
參考資料 >
你見過“倒掛彩虹”嗎？.微信公眾號.2024-07-10
來自天空的微笑！濟(jì)南上空驚現(xiàn)“環(huán)天頂弧”，如彩虹倒掛（美圖）.光明網(wǎng).2024-07-10
劍橋驚現(xiàn)罕見天文奇觀環(huán)天頂弧 如彩虹倒掛絢麗奪目.中國日報.2024-07-10
一分鐘認(rèn)識日暈、幻日、環(huán)天頂弧.微信公眾號.2024-07-10
“天空的微笑”現(xiàn)身廣東，網(wǎng)友幸運(yùn)拍下“倒掛彩虹”.百家號.2024-07-10
北京出現(xiàn)日暈環(huán)天頂弧等現(xiàn)象 專家分析形成條件.今日頭條-光明網(wǎng).2023-02-02