日暈(外文名:Solar Halo,拼音:rìyùn)也叫圓虹,民間也叫它風圈,是一種大氣光學現(xiàn)象,分為全暈圈和缺口暈兩種,全球各地均有出現(xiàn)。在某些國家,一年至少有130天會出現(xiàn)最普通的22°日暈。
日暈是一種光學現(xiàn)象,當日光通過卷層云時,受到冰晶的折射或反射而形成,經(jīng)過兩次折射,分散成不同方向的各色光。在太陽周圍且與太陽在同一圈上的冰晶,能將同一種顏色的光折射到人的眼睛里形成內(nèi)紅外紫的暈環(huán)。這種現(xiàn)象有時也被認為是降水天氣可能出現(xiàn)的預示。日暈的形成與高云有關。觀測日暈可以客觀反映不同地點某一時段的日暈和大氣特征,因此在太陽設備選址前期工作中具有重要意義。根據(jù)氣象專家的說法,日暈是一種正常現(xiàn)象,其出現(xiàn)與云層的高低和厚度有關。然而,將日暈視為預兆氣候干旱、洪澇或地震等現(xiàn)象,并沒有科學依據(jù)支持這種觀點。
2017年12月,在瑞典中部,太陽周圍出現(xiàn)了一圈罕見的日暈光環(huán),而在日暈左中右和上方同時出現(xiàn)4個太陽。部分人把這種神奇景象比作天使降臨。2023年4月和5月,中國香格里拉市、武漢、恩施土家族苗族自治州、咸寧市、宜昌市等地出現(xiàn)日暈景觀。
形成原理
日暈是一種大氣現(xiàn)象。它形成的原因是在5000米的高空中出現(xiàn)了由冰晶構(gòu)成的卷層云,卷層云中的冰晶經(jīng)過太陽照射后會發(fā)生折射和反射等物理變化,陽光便分解成了紅、黃、綠、紫等多種顏色,這樣太陽周圍就出現(xiàn)一個巨大的彩色光環(huán),稱為暈。當光線射入卷層云中的冰晶后,經(jīng)過兩次折射,分散成不同方向的各色光。由于光線在冰晶中經(jīng)過兩次折射和分散,因此形成了不同方向的各色光。當天空中有卷層云存在時,會有無數(shù)冰晶漂浮在空中,在太陽周圍同一圈上的冰晶能將同一種顏色的光折射到人眼中形成內(nèi)紅外紫的暈環(huán)。
歷史
《明清史料》記載的四篇傳教士湯若望的文章,有一個以“湯若望占”開頭的文章,提及一個天文現(xiàn)象——偏幻日,對它的觀察與記錄是在654年1月1日在給朝廷的上疏中,欽天監(jiān)監(jiān)正湯若望描述了這個天文現(xiàn)象,并且說明根據(jù)中國的傳統(tǒng)習俗,這種現(xiàn)象是兇兆。在各類記載之后,湯若望在記錄中也說道,日暈旁呈46度的半弓形的光被稱為“日珥”。
在《周禮》中已有記載,書中記載了太陽可以變換千萬種形態(tài)。對于日暈在不同的大氣環(huán)境下有著不同的形態(tài)變化的記載出現(xiàn)在司馬遷所著的《史記》之中。《晉書》中也定義了日暈的變換形態(tài)。
1692年6月,艾薩克·牛頓正投入日暈研究。
觀測條件
日暈出現(xiàn)時,當光環(huán)半徑的對應視角在22至46之間的角度,人們可以肉眼觀察到日暈現(xiàn)象。云層中冰晶含量越大,光環(huán)也就越顯著,很容易使人觀察到;反之,則無法形成“日暈”,或者即使形成也無法在地面上清楚地觀察到這一現(xiàn)象。
出現(xiàn)時間
日暈多出現(xiàn)在春夏季節(jié)。民間有“日暈三更雨,月暈午時風”的諺語,其意思就是若出現(xiàn)日暈的話,夜半三更將有雨,若出現(xiàn)月暈,則次日中午會刮風。日暈在一定程度上可以成為天氣變化的一種前兆,出現(xiàn)日暈天氣有可能轉(zhuǎn)陰或下雨。
日暈分類
日暈通常分為幻日、幻日光環(huán)、環(huán)天頂弧和環(huán)地平弧等類型。其中,幻日指的是多個太陽出現(xiàn)在天空中的現(xiàn)象;幻日光環(huán)則是指太陽周圍出現(xiàn)的彩色光環(huán);環(huán)天頂弧被形容為天空中呈現(xiàn)出微笑狀的彩虹,而環(huán)地平弧則是一種云層反射造成的視覺效果,呈現(xiàn)出像火焰般燃燒的云彩。這些不同類型的日暈都是由于大氣中水滴或冰晶對太陽光線的折射和反射所引起的自然景觀。
此外,全球各地都會出現(xiàn)一種稱為“22°暈”的自然現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由太陽光線穿過大氣層中的冰晶而形成的,從而在天空中形成一個圓形光環(huán)。它得名于觀測者所形成的視角半徑約為22度。人們可以通過簡單的動作判斷22°暈是否存在,只需伸直手臂,張開五指,使大拇指尖對齊太陽,那么小指尖所對準的位置就差不多是22°暈所在的位置。
日暈通常呈環(huán)狀或弧狀,有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色,色彩排序為內(nèi)紅外紫。暈的種類很多,有的呈環(huán)形,為“圓暈”;有的呈弧形,為“珥”;有的呈光斑形,稱為“幻日”或“假日”。
觀測方式
日暈半徑的視角通常是22度和46度,這時可以通過肉眼觀察到。人們也可以借助儀器設備進行觀察,但日暈出現(xiàn)時不要長時間用肉眼觀看日暈,以免灼傷眼睛。觀測日暈時需注意防護眼睛,避免直視太陽。可通過遮擋物(如手、樹葉、大樹、建筑等)遮擋陽光,僅觀察光暈部分;也可佩戴太陽鏡或使用專業(yè)減光設備(如減光片、專業(yè)太陽觀測眼鏡);若需短暫觀賞,可選擇日暈出現(xiàn)時間較短、光線較弱的時段進行。
各地日暈
2007年11月14日下午,哈爾濱市民發(fā)現(xiàn),天空中出現(xiàn)了兩個“太陽”,在正常的太陽南側(cè),還有一個暗一些的“太陽”在云中。專家介紹,這種兩個太陽的景象是日暈的一種特殊形式,叫做“幻日”,是自然界的光學現(xiàn)象。2015年,廣東省、宜賓、海南省、山西省、江蘇省等地出現(xiàn)日暈,特別的是在廣東出現(xiàn)的日暈持續(xù)時間近半小時,山西省出現(xiàn)的日暈出現(xiàn)數(shù)小時。
2016年4月,山東省青島市出現(xiàn)明顯日暈,短時間內(nèi)微信朋友圈被日暈刷屏。同月22日,一八三團上空出現(xiàn)罕見的“全日暈”奇觀,這也是該團一周內(nèi)第二次出現(xiàn)此景觀。5月23日上午,漢中市出現(xiàn)日暈。
2017年12月,在瑞典中部,太陽周圍出現(xiàn)了一圈罕見的日暈光環(huán),而在日暈左中右和上方竟同時出現(xiàn)4個太陽。人把這種神奇景象比作天使降臨。
2020年4月24日中午12點40分左右,江西省分宜縣上空出現(xiàn)了日暈現(xiàn)象,持續(xù)了一個多小時。同月,廈門市、莆田市、泉州市、贛州市、信宜市、峨眉山、衡陽市、石家莊市、黑河市、十堰市上空出現(xiàn)日暈現(xiàn)象。
2021年,北京、貴陽、于都縣、郴州市、昆明市、海口市、貴陽、劍河縣、息烽縣、吉首市等地上空出現(xiàn)日暈。[
2022年,內(nèi)蒙古自治區(qū)二連浩特、金山嶺長城景區(qū)、哈爾濱市、湘西土家族苗族自治州、成都市、崇州市、廣州市,重慶市、三亞、樂東黎族自治縣、呼和浩特市等地出現(xiàn)日暈。?其中在5月7日,北京天空出現(xiàn)完整的圓形日暈景觀;5月9日,成都出現(xiàn)超大日暈,這已是十天內(nèi)日暈第四次現(xiàn)身成都。
2023年4月18日,云南香格里拉市上空出現(xiàn)日暈景觀,高原上的太陽被圓形日暈所環(huán)繞;5月13日,武漢、恩施土家族苗族自治州、咸寧市、宜昌市等地出現(xiàn)日暈景觀。7月7日,四川宜賓有網(wǎng)友拍下“雙日凌空”景象,只見“兩個太陽”一前一后藏在云層中,視頻畫面十分清晰。專家表示所謂的“雙日凌空”,實際上就是幻日的一種,屬于大氣光學現(xiàn)象。
2024年1月31日上午,北京出現(xiàn)日暈奇觀。4月10日,深圳市上空出現(xiàn)日暈,構(gòu)成了2024龍年龍月端午節(jié)的特別景觀。4月14日,海口市天空出現(xiàn)日暈,引得市民游客爭相拍照。5月6日,長沙市出現(xiàn)日暈現(xiàn)象,當?shù)厥忻裨谂笥讶癯鲎约号牡娜諘炚掌?月21日,昆明市天空出現(xiàn)日暈,不少市民朋友在朋友圈曬圖。12月10日14時,北京上空出現(xiàn)巨大日暈,彩色邊緣清晰可見。2025年4月3日,巴塘縣出現(xiàn)“雙日凌空”現(xiàn)象,兩個太陽清晰可見,一個位于前方,一個位于后方,同時被薄云層所遮擋,該現(xiàn)象持續(xù)了6分鐘左右。4月14日,南寧市上空出現(xiàn)日暈景觀,太陽猶如戴上“彩色美瞳”。7月15日中午,西安市上空出現(xiàn)日暈現(xiàn)象,多位網(wǎng)友拍下日暈瞬間。視頻顯示,在太陽周圍有一圈圓環(huán),仿佛一個加熱器,籠罩在天空。9月20日,北京上空出現(xiàn)日暈現(xiàn)象。
相關文化
日暈三更雨,月暈午時風。北方冷空氣和南方暖濕空氣一碰頭,暖空氣里所含的蒸汽就凝集成為小冰晶,這種小冰晶,具有折光、反光作用,因而能在卷層云上形成暈。有暈出現(xiàn)后,往往在12小時內(nèi)就會出現(xiàn)均勻的云幕狀的雨云。所以出現(xiàn)暈時,常是降雨天氣的先兆。
在漢代人們的觀念中,天地四方都有高大的立柱,每柱的柱端撐有水平方向的“極”,其情形猶如房柱支撐房梁。所謂附西極,則應指昆侖山脈之西的若木(柱)與西天梁(西極)相銜接,形成若木頂端的花形。因此,所謂若木“附西極”的傳說仍然可以認為是起源于對日暈現(xiàn)象的觀察認識。
科學研究
氣象專家介紹,日暈的形成與高云有關。高云一般由微小的冰晶組成,這些冰晶相當于三棱鏡,當太陽光通過高云中蘊含的冰晶時,經(jīng)過兩次折射、反射便形成了日暈。由于蘊含冰晶的高云一般是雷雨天氣入侵的“先鋒”,所以日暈的出現(xiàn),往往預兆著天氣在短時間內(nèi)便會轉(zhuǎn)壞。
人造幻日
有科學家在實驗室里,利用白光束和轉(zhuǎn)動的六角棱鏡模擬了幻日現(xiàn)象(日暈)。
英國著名的物理學家、諾貝爾物理學獎C.T.R.威爾遜遜發(fā)明了云室,1894年9月,威爾遜在蘇格蘭群山的最高峰尼維斯峰天文臺觀察到日暈,于是開始致力于在實驗中重現(xiàn)這種現(xiàn)象的研究。
1895年初,威爾遜采用讓潮濕的空氣膨脹來制造人工云霧,叫做測量膨脹的儀器。在這個裝置中,無塵粒的潮濕空氣即使膨脹而造成較大程度的過飽和,也不會形成云,但是,當過飽和超過一定限度時就形成了云霧.由于采用液體密封技術(shù),潮濕空氣可在這個儀器中作反復的突然膨脹而且不被污染,體積可任意調(diào)節(jié).使潮濕空氣膨脹達到過飽和狀態(tài)就可以制造出人工云霧,用光照射到人工云霧上就能看到彩霞。最終,威爾遜成功地在實驗室中重現(xiàn)了日暈現(xiàn)象。
埃文斯目視日暈光度計
埃文斯目視日暈光度計(EvansVisualSkyPhotometer,EVSP)是應用于日冕儀選址的重要儀器,從20世紀40年代一直使用至今,它為現(xiàn)代日暈光度計的定標提供了參考標準。20世紀90年代,美國天文學家曾在中國新疆進行選址活動。選址完成后留下了一臺EVSP存于原烏魯木齊市天文觀測站,被中國科學院云南天文臺西部太陽選址課題組使用。
使用日暈光度計的多色測光系統(tǒng)對不同址點進行測試,獲取了各地的大氣參量。測試結(jié)果能夠客觀反映不同址點某一時段的日暈和大氣特征。日暈光度計測光系統(tǒng)能夠用于太陽設備選址工作。
參考資料 >
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昨日漳州上空出現(xiàn)“日暈”奇觀.今日頭條.2023-06-02
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快看!湖北多地出現(xiàn)日暈景觀.荊楚網(wǎng).2023-07-19
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昨天火爆朋友圈的日暈到底是什么?.澎湃新聞.2023-06-24
一分鐘認識日暈、幻日、環(huán)天頂弧.中國氣象科普.2023-06-25
鄭州今日的“七彩祥云”是暈之一種.大河報.2023-06-26
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太陽戴“美瞳”刷爆朋友圈 廈門市民“追日暈”.泉州網(wǎng).2023-07-19
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難得一見!玉林市上空現(xiàn)日暈奇觀.玉林新聞網(wǎng).2023-07-19
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日暈現(xiàn)象.呼倫貝爾新聞.2023-06-26