江濤彩虹緣何起?
艷陽(yáng)高照時(shí),登臨三峽大壩,鳥(niǎo)瞰壩下泄水閘,那翻騰咆哮的江流,從閘孔噴射而出,浪花呈煙霧飛濺,紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色虹霓分明可見(jiàn),給人們一種水天相連、如臨仙境的神秘感。自古虹霓以氣壯山河之勢(shì)貫空,這江濤之上何以有之?
那貫空的虹霓是一種“日照雨”的光學(xué)現(xiàn)象,它是在太陽(yáng)相對(duì)方向的雨幕上,以“反日點(diǎn)”為中心所形成的彩色圓弧。虹的產(chǎn)生,主要是太陽(yáng)的可見(jiàn)光在較大的水滴上經(jīng)過(guò)折射、分光、全反射、再折射回來(lái)的結(jié)果。在泄洪閘下,原本寬闊的江水,從狹窄的水閘經(jīng)過(guò),迸發(fā)與相互撞擊出的朵朵浪花,造成了無(wú)數(shù)個(gè)類(lèi)似雨滴的小水珠。它們?nèi)缤粋€(gè)個(gè)球形的透鏡,一般直徑都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光的波長(zhǎng),當(dāng)不同波長(zhǎng)的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光組成的無(wú)色“白光”(即太陽(yáng)光)通過(guò)它們時(shí),就會(huì)產(chǎn)生兩次折射,一次反射。
來(lái)自太陽(yáng)的光線雖然是一組平行光,可因水珠是一個(gè)個(gè)球面,這樣使光的入射角各不相同,其偏向角也隨入射角的改變而改變,它所射出來(lái)的光線就不再是平行的,而是分散的了。這些分散的光束,經(jīng)過(guò)一段距離,用我們的肉眼看上去,大都顯得很微弱,看不見(jiàn),只有從最小偏向角射出來(lái)的光,才能被人們看到。正由于不同波長(zhǎng)的光都有一定的最小偏向角,而且一定的偏向角射出的光線又是來(lái)自于各方,所以每一種顏色的光都能夠看到一個(gè)圓弧。一般從小水珠射出來(lái)的紅光,最小偏向角的視半徑約等于42度22分,而紫光的最小偏向角的視半徑約40度36分,即波長(zhǎng)愈短的光視半徑愈小,而波長(zhǎng)愈長(zhǎng)的光視半徑愈長(zhǎng),因七色光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng),紫光波長(zhǎng)最短,所以,人們見(jiàn)到虹的顏色排列就是外紅內(nèi)紫,中間所夾的依次為橙、黃、綠、青、藍(lán)各色。在大壩上所目擊的這種“江濤彩虹”,就是一種約42度的七彩圓弧,由于它的中心即“反日點(diǎn)”在壩上,所以人們見(jiàn)到的“虹霓”就是半弧形的了。
對(duì)于虹,人們不只是欣賞,還發(fā)現(xiàn)能預(yù)兆未來(lái)天氣,“東虹日頭,西虹雨”就是一例。其意是早上若見(jiàn)天空西邊出現(xiàn)一輪虹霓,預(yù)示當(dāng)天下雨;反之,若太陽(yáng)西下時(shí)東邊出現(xiàn)虹霓,則預(yù)示來(lái)日天晴。這是因?yàn)?,彩虹的出現(xiàn)表明有云雨區(qū)的存在。我國(guó)大部分地區(qū)上空主要受西風(fēng)帶控制,一般云雨區(qū)都是隨著西風(fēng)環(huán)流由西向東移動(dòng),當(dāng)西邊天空出現(xiàn)了虹霓,表明云雨區(qū)就要移到本地上空,往往就要下雨了。相反,當(dāng)東邊天空出現(xiàn)了虹霓,表明云雨區(qū)已過(guò)本地上空向東移去,往往就要放晴了。
也許有的朋友會(huì)問(wèn),為什么自己看到過(guò)與上相反的“西虹日頭,東虹雨”呢?是的,在盛夏像長(zhǎng)江中下游地區(qū),西太平洋副熱帶高壓脊線北抬西伸,在北緯30度以南的東北信風(fēng),有時(shí)也會(huì)有北擴(kuò)現(xiàn)象,受熱帶氣旋,有時(shí)是發(fā)展為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴或臺(tái)風(fēng)的影響,除在沿海一帶,造成10~11級(jí)或12級(jí)以上的最大平均風(fēng)力外,屢見(jiàn)暴雨或大暴雨。而在內(nèi)陸地區(qū),受臺(tái)風(fēng)倒槽或臺(tái)風(fēng)登陸減弱后的低氣壓影響,除造成6~7級(jí)最大平均風(fēng)力外,也會(huì)產(chǎn)生中等或以上的降水,由于受時(shí)段性的偏東(含東北或東南)氣流的影響,云雨區(qū)從東向西的現(xiàn)象也就發(fā)生了。
