天空中的罕見調色盤：火彩虹的科學成因與全球觀測地點指南
你看到的所謂“火彩虹”其實并非真正的彩虹，也與火焰無關。它的學名是環地平弧，是大氣光學中一種非常罕見且壯觀的日暈現象。
科學成因揭秘：冰晶與陽光的魔法
環地平弧的形成需要極其苛刻且精確的條件同時滿足：
高空卷云存在： 天空中必須有足夠多的高空卷云（通常位于6千米以上）。這些云由微小的
冰晶組成。
冰晶形狀與方向： 卷云中的冰晶必須是特定形狀——
六邊形板狀冰晶，并且這些冰晶需要
幾乎完美地水平漂浮在空中（像無數片微小的玻璃片平鋪開來）。
太陽高度角： 這是最關鍵的條件！太陽必須
高懸于天空，其高度角必須大于58度（接近或高于頭頂58度）。這意味著通常發生在春末到初秋的正午前后幾小時內（具體時間取決于緯度和季節）。
陽光入射角度： 當滿足以上條件時，陽光以特定角度（光線與冰晶面的夾角為90度）射入這些水平排列的六邊形板狀冰晶的
垂直側面。
折射與色散： 光線在冰晶內部發生
折射（彎曲），就像通過三棱鏡一樣。不同顏色的光（波長不同）被折射的角度略有不同，發生
色散現象。
出射形成光弧： 光線最終從冰晶的底部水平面
出射。由于無數冰晶對光線的共同作用，最終在天空中形成了一條巨大、水平、色彩鮮艷、仿佛在燃燒的彩虹色光帶，通常出現在太陽下方很遠的位置。
簡單來說： 環地平弧是陽光在特定高角度下，穿過大量水平排列的高空六邊形板狀冰晶時，發生折射和色散后產生的巨大彩色光弧。它本質上是一種“冰暈”。
為什么如此罕見？
- 苛刻的條件組合： 需要同時滿足合適的卷云（含特定冰晶）、冰晶近乎完美的水平排列、以及太陽足夠高（>58度）這三個關鍵條件。這種組合在大部分地區并不常見。
- 太陽高度角限制： 在緯度高于55度左右的地區，太陽在一年中任何時候都無法達到58度的高度角，因此在這些地區（如北歐大部、加拿大北部、俄羅斯大部）永遠無法看到環地平弧。
全球最佳觀測地點指南：
環地平弧的出現概率與緯度密切相關：
低緯度地區（赤道至大約北緯/南緯30度）：
- 最佳區域： 這是觀測環地平弧的黃金地帶！太陽在一年中有很長時間（尤其是在當地夏季）能達到所需的高度角。
- 代表性地域：
- 美國南部： 佛羅里達州、德克薩斯州南部、亞利桑那州、加利福尼亞州南部、夏威夷州。夏季常見。
- 墨西哥、中美洲、加勒比海地區： 全年有機會，雨季后期（卷云多）和太陽高度高的季節（當地夏季）更佳。
- 南美洲北部： 巴西大部（尤其是北部和中部）、哥倫比亞、委內瑞拉、秘魯北部、玻利維亞北部等。靠近赤道的區域機會更多。
- 北非： 撒哈拉沙漠及以北地區（如埃及、阿爾及利亞、摩洛哥等），夏季。
- 中東： 沙特阿拉伯、阿聯酋、卡塔爾、科威特、伊拉克、伊朗南部等，夏季非常炎熱且常有卷云的時段。
- 南亞： 印度大部、斯里蘭卡、孟加拉國等，季風季節前后卷云較多時（尤其是春季和秋季）。
- 東南亞： 泰國、柬埔寨、老撾、越南、菲律賓、印度尼西亞、馬來西亞、新加坡等。靠近赤道，全年都有機會，但需關注卷云情況。
- 澳大利亞北部： 北領地、昆士蘭州北部（如凱恩斯），在當地的夏季（11月-次年3月）機會較好。
中緯度地區（大約北緯/南緯30度-55度）：
- 有觀測機會： 在這些地區，環地平弧是罕見的奇觀，通常只發生在當地夏季正午前后很短的一段時間內（太陽高度角達到或略高于58度的幾周或幾個月）。
- 代表性地域：
- 美國本土大部： 紐約、芝加哥、丹佛、洛杉磯（緯度相對較低，夏季機會尚可）、西雅圖（緯度較高，機會較少）。最佳時間是6月至7月正午。
- 加拿大南部： 溫哥華、多倫多、蒙特利爾（緯度較高，僅在夏季最熱的幾周正午有極小的機會，非常罕見）。
- 歐洲大部： 法國、德國、意大利北部、西班牙、葡萄牙、巴爾干地區、英國南部等。夏季（6月下旬至7月下旬）正午是唯一可能的時間，非常依賴卷云。
- 中國： 華北（北京、天津、河北、山東）、華東（上海、江蘇、浙江）、華中（湖北、湖南、江西）、四川盆地、東北南部（沈陽、大連）等地區，在夏季（6月-8月）晴朗且卷云發育良好的正午時分有微弱機會。華南（廣東、廣西、福建、海南）緯度較低，機會相對稍多。新疆、西藏、青海、甘肅、內蒙古等高原地區，夏季晴空下卷云出現時也有機會。
- 日本： 本州大部、九州、四國。夏季正午。
- 韓國： 夏季正午。
- 澳大利亞南部： 悉尼、墨爾本、珀斯、阿德萊德。當地夏季（12月-次年2月）正午。
- 新西蘭北島： 當地夏季（12月-次年2月）正午。
- 南美洲南部： 阿根廷北部、智利中部、烏拉圭、巴拉圭南部。當地夏季（12月-次年2月）正午。
高緯度地區（北緯/南緯55度以上）：
- 無法觀測： 如前所述，太陽在這些地區永遠達不到58度以上的高度角，因此不可能看到環地平弧。
觀測小貼士：
- 時間： 在適合的緯度，關注春末、夏季、初秋的正午前后幾小時（通常是上午10點至下午2點之間，具體取決于緯度和季節）。
- 天氣： 需要晴朗或高云（卷云）天氣。低云或厚云會遮擋視線。
- 位置： 環地平弧出現在太陽下方很遠的地方（通常距離太陽下方至少兩個手臂伸直后拳頭寬度的距離），且與地平線平行。抬頭看天時，注意太陽正下方非常低的位置（接近地平線方向）。
- 輔助工具： 使用手機APP（如Sun Surveyor, The Photographer's Ephemeris）可以查詢任意地點、任意日期的太陽高度角，判斷是否可能滿足>58度的條件。
總結：
“火彩虹”（環地平弧）是陽光在特定高角度下穿過水平排列的高空六邊形冰晶時產生的神奇色散現象。它的罕見源于苛刻的形成條件組合。想要一睹其風采，低緯度地區（如美國南部、東南亞、中東、北非、澳大利亞北部）是最佳選擇，機會相對較多；中緯度地區（如美國本土大部、歐洲、中國大部、日本、澳大利亞南部）則需在夏季正午時分碰運氣，且非常罕見。記住，抬頭看天時，別只盯著太陽附近，把目光投向它下方更遠、接近地平線的方向，也許幸運女神就會向你展示這幅天空中的罕見調色盤！祝你觀測順利！
