暈
定義
暈(halo)日光或月光經(jīng)云中冰晶的折射和反射作用而形成的一組光學(xué)現(xiàn)象。
當(dāng)天空中有由冰晶組成的薄的卷云或卷層云時,在日、月周圍會出現(xiàn)一些以日月為中心的彩色光環(huán)和圓孤,稱為暈,常見的暈是視半徑為22°和46°的圓環(huán),色彩排列是內(nèi)紅外紫。
暈是由于日月光通過云中冰晶折射或反射后再到達人的眼睛而形成的,由于冰晶形狀、分布,光線通過冰晶時的路徑各不相同,暈的形狀也就十分復(fù)雜,我們僅以22°暈為例來討論其形成過程。云中冰晶以六角柱狀和六角片狀為主,在六角形一面上,每個內(nèi)角為120°,此即相鄰兩側(cè)面的夾角,相間兩側(cè)面的夾角為60°,六角形面與側(cè)面間夾角為90°。光線通過冰晶時發(fā)生的折射與光線通過棱鏡時的折射相同。
天空中有一層高云,陽光或月光透過云中的冰晶時發(fā)生折射和反射,便會在太陽或月亮周圍產(chǎn)生彩色光環(huán),光環(huán)彩色的排序是內(nèi)紅外紫。稱這七色彩環(huán)為日暈或月暈,統(tǒng)稱為暈。其中對觀測者所張的角半徑為22度的暈最為常見,稱22度暈,偶爾也可看到角半徑為46度的暈和其他形式的與暈相近的光弧。由于有卷層云存在才出現(xiàn)暈,而卷層云常處在離鋒面雨區(qū)數(shù)百公里的地方,隨著鋒面的推進,雨區(qū)不久可能移來,因此暈就往往成為陰雨天氣的先兆。
當(dāng)天空懸浮著的六角柱狀冰晶呈直立形狀慢慢下降時,太陽光經(jīng)過頂角為90°棱鏡折射,最小偏向角在46°附近,從而形成46°暈環(huán),其色彩排列與22°暈相同,只是由于光線較弱,有時呈現(xiàn)暗淡的白色暈環(huán)。實際上,大氣中冰晶取向是隨機分布的,當(dāng)日月光傾斜穿過云層時,總會在某些冰晶中發(fā)生上述折射現(xiàn)象,當(dāng)天空中冰晶數(shù)量很多時就可以出現(xiàn)以日月為中心的暈環(huán),但由于冰晶在整個天空分不均勻,冰晶的某些取向很不穩(wěn)定,造成暈環(huán)有時不完整,只能看到一些弧形光帶。
日月光有時經(jīng)過冰
晶反射后進入人眼,也會形成白色的暈,由于冰晶取向多樣,折射反射過程復(fù)雜,就形成了多種多樣暈的現(xiàn)象。暈出現(xiàn)在卷云和卷層云中,往往與鋒面云系相聯(lián)系,在冷暖鋒前部,由于暖濕空氣沿鋒面抬升,在高空形成卷層云,隨著鋒面推移,在鋒面過鏡前后就會出現(xiàn)降水和大風(fēng)。因此有“日暈三更雨,月暈午時風(fēng)”的諺語。
當(dāng)代氣象科學(xué)實踐表明,在天氣由晴轉(zhuǎn)陰雨時,人們先看到卷層云,而后天空出現(xiàn)會產(chǎn)生降雨的中低云。出現(xiàn)了卷層云,就得看其后的中低云是否發(fā)展,若發(fā)展,其結(jié)果就是要降雨。這就是判斷日月暈后是否有風(fēng)雨的主要征兆。無論是接連數(shù)天的暈還是曇花一現(xiàn)的暈,都應(yīng)看暈后中低云的發(fā)展速度。中低云發(fā)展移入快,降水來得快;發(fā)展移入慢,降水也就柵柵來遲;不移入,則不會有降水。
種類
它們呈環(huán)狀、弧狀、柱狀或亮點狀,通稱大氣暈族。
暈族中最常見的現(xiàn)象是小暈,此外還有大暈、近幻日、遠(yuǎn)幻日、近幻日環(huán)、環(huán)天頂弧、環(huán)地平弧、內(nèi)暈珥、日柱、反假日等,附圖中給出各種暈象出現(xiàn)的位置。暈經(jīng)常是壞天氣出現(xiàn)前的征兆,中國古代就有“月暈而風(fēng)”的記載,預(yù)示著大風(fēng)即將來臨。因為暈常出現(xiàn)在由冰晶組成的卷層云中,這種云是風(fēng)暴來臨的前驅(qū)云類之一。
