刷屏的“雙彩虹”究竟是怎么形成的？雙彩虹其實是霓和虹

9月3日，北京喜現(xiàn)雙彩虹美景在朋友圈刷屏。雖然彩虹是一種很常見的自然景象，但即便如此，每當雨后天空中升起美麗的彩虹時，仍能吸引大家的目光，而極為少見的雙彩虹更是足夠“吸睛”。

那么，雙彩虹究竟是怎樣形成的?為什么很多時候，我們只能看到一道彩虹?科技日報記者采訪了湖北省農(nóng)業(yè)氣象專家黃智敏，就這些問題一一作了解答。

雙彩虹其實是霓和虹

黃智敏說，空氣濕度較大時，空氣中的水汽可以看做是無數(shù)個小水滴。當太陽光射入小水滴時，會發(fā)生兩次折射和一次反射，即“折射—反射—折射”現(xiàn)象。

太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種顏色組成的，當照射到水滴上時會出現(xiàn)第一次折射，由于這7種顏色光的波長不同，它們的偏向角度也會不同，這時太陽光就會分解為7種單色光;折射后的單色光到達水滴的背面后，會按照反射規(guī)律發(fā)生反射;反射后的單色光將回到入射水滴的這一面，這時將發(fā)生第二次折射，并仍然以單色光的形式射出水滴。

波長最短的紅光，在水珠中的折射率最小，使得其出射光線與入射光線構成最大夾角，而波長最短的紫光，在水珠中的折射率最大，使其折射光線與入射光線構成最小夾角，其他光依序在其中分布，人們?nèi)庋垡姷降木褪峭饧t內(nèi)紫的“虹”。

當我們在天空中看到“虹”時，就說明太陽光在水滴內(nèi)進行折射和反射，也就意味著“霓”的存在。霓的形成與虹相似，只是太陽光在水滴內(nèi)經(jīng)歷了兩次折射和兩次反射，即“折射—反射—反射—折射”，由于相比虹的形成多了一次反射過程，其折射率最小的紅光出射光線方向與入射方向成最小夾角，折射率最大的紫光出射方向與入射方向成最大夾角，最終我們看到的色彩排序就會恰好相反，呈現(xiàn)紅色在內(nèi)、紫色在外的形式。

但是太陽光經(jīng)過水滴后發(fā)生兩次反射的情況較發(fā)生一次反射的情況光能量損失很多，因而霓的亮度比虹的亮度暗得多，一般不容易被人們觀察到。

所以，只有當光的能量足夠大或者能量損失足夠小的時候，我們才能看到霓。若均可見，由于虹的角半徑為42度左右，霓的角半徑為52度左右，故霓在虹之上并與之平行。當虹和霓共同被我們看到時，就呈現(xiàn)出了美麗的雙彩虹景象。

理論上來講，太陽光是可以在小水滴里進行多重反射的。但是由于每一次反射都會導致光的吸收和光的減弱。所以通常我們最多只能看到兩條彩虹。

水汽足水滴大才能彩虹成雙

彩虹形成的基本條件是水汽和太陽光，水汽的充足與否和季節(jié)、地域相關。

從季節(jié)上講，一般冬天的氣溫較低，空中不容易存在小水滴，下雨的機會也少，所以冬天一般不會有彩虹出現(xiàn)。夏季熱對流天氣較多，雷雨、陣雨天氣頻繁，又常常是急匆匆地下完雨就放晴，因此更容易看到彩虹。

從地域上來說，彩虹的出現(xiàn)需要滿足一定的水汽條件，因此在我國南方，雨水充沛、空氣濕潤的地方比較易見，出現(xiàn)雙彩虹美景的幾率也更大。比如，廣西空氣濕度較高，甚至有時候不下雨也會出現(xiàn)彩虹美景。

具備了彩虹的形成條件后，想要看到雙彩虹，空氣里的水滴大小是關鍵。空氣里水滴的大小，決定了彩虹的色彩鮮艷程度。空氣中的水滴大，彩虹就鮮艷;水滴小，彩虹顏色就黯淡。

因此，想要看見雙彩虹，空氣中的雨滴需要較大，保證霓的顏色足夠鮮艷，才可以被肉眼看到。

另外，我們從地面上看彩虹是一個拱形，但實際上它是一個完整的圓環(huán)。

地球的表面是一個曲面，雨后空氣中的水汽也會按照地球的曲面分布，因此，身處地球之外看到的彩虹，應當是完整的圓環(huán)形狀。這也是為什么從飛機上看到的彩虹是完整的圓環(huán)形。

一旦站在地球上，本來完整的彩虹便不再完整，這是因為另一半彩虹被地面擋住了。(記者 劉志偉)