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牙克石幻日是为何

来源:黑龙江省气象局       发布时间:2018-02-08      点击量:1378
文/兰博文、袁长焕

    2018年初,北半球出现极寒天气,北美先遭“炸弹气旋”袭击又被“北极冷锋”裹挟,欧洲进入“冰冻模式”,东亚遭遇“暴雪极寒”,我国在大寒(1月20日)前后气温也出现“断崖式”下降,开启了“冰冻周”模式,连岭南都出现冰雪、雾凇景象,大兴安岭更被-40℃以下的极寒所笼罩。1月22日15时呼伦贝尔市牙克石天空出现一大两小三个太阳,“幻日”的出现让严寒都变得魔幻起来,难道世界末日就要来临?大家议论纷纷。
   “日晕三更雨,月晕午时风”意味着风雨天气即将来临,其实幻日不过是一种特殊形态的日晕现象。幻日又称假日,为阳光有规律折射的大气光学现象,当光在6000米至8000米高空穿过的是固态六棱形细小冰晶时,阳光在高空穿过冰晶时在三棱镜效应作用下发生弯曲,折射出若彩虹的七色光芒,这便是“环天顶弧”(倒挂彩虹),是极地与高寒地区比彩虹更为常见的大气光学现象。当阳光偏向角恰到好处时便出现了“幻日弧光”,在幻日环内外晕之间、靠近太阳两旁、与太阳同一高度出现多个比太阳略小的虚影,一大两小的“三日凌空”是最为常见的幻日现象。 幻日对气象条件要求却极为苛刻,首先要高空对流层中有卷层云,水汽遇冷凝华成比盐粒要小、垂直排列整齐的六角柱状冰晶;其次云层要稀薄,透光率要好,这样可把太阳光折射出来;同时,太阳的偏向角要低,透过冰晶与观察者之间的角度要恰到好处,高空云朵漂移、冰晶角度稍偏一点,幻日就可能出现在另一个地方或什么都看不到了,幻日的大小、多少、形状、明暗由高空卷云的数量、冰晶分布方向以及太阳的高度来决定,这就是幻日现象持续短则几分钟、长不过半小时非常短的原因所在。
    冬季草原上的幻日奇观是由太阳光在冰晶体中的色散造成的。1月22日地处大兴安岭南麓的牙克石正处严寒,高空飘着半透明的薄卷云,大地被积雪所覆盖,在晌午太阳的照射下有充足的水汽资源,高寒高湿冰雾时常光顾此地,空气中存留着大量的微小六棱状冰晶,当冰晶发生三棱镜折射时便会出现环绕太阳的 “日晕”。大兴安岭傍晚来得早15时便天近黄昏,温度急剧下降柱状或片状冰晶垂直整齐地徐徐下降,又恰逢冬季太阳高度偏低,当落日偏向角满足幻日所需的22°时,冰晶令光线发生弯曲折射,常在太阳的左右方出现一抹七彩的光影,在人的眼睛中就是三缕阳光,中间的是呈红色的阳光,左右两个为折射在同一平面上、褪色为橙黄色的太阳虚影,“幻日弧光”呈白色或蓝色,虚影往往出现在太阳的附近(反日、侧反日等晕象多在幻日环上),像太阳妈妈领着两个孩子在嬉戏,这便出现了“三日当空照、有大也有小”的自然奇观,在北方的冬天只要同时具备薄云、雾气、低温、静稳的天气状况,幻日便会时常出现,与之而来的多为气温骤降、出现雨雪等天气变化,在不久前的1月6日,牙克石     就出现过一次幻日现象,前后出现时间相隔不到一个月,让世人啧啧称奇、游客大饱眼福。

幻日弧光确为壮丽的自然奇观,但并不十分罕见,我国高寒高纬度的黑龙江、内蒙古、新疆经常发生幻日现象,多出现在冬季清晨5至6时之间或9时左右以及傍晚,哈尔滨、大连、长春、吉林、锦州、大庆、营口、松原、海伦、肇州、逊克、铁力、呼伦贝尔、牙克石、扎兰屯、满洲里、阿尔山、额尔古纳、根河、四子王旗、锡林郭勒、太仆寺旗、东乌珠穆沁旗、阿勒泰、布尔津、塔城等地多次出现。北京、上海、南京、武汉、重庆、苏州、合肥、商丘、淮北、常州、南通、嘉兴、太仓、丹阳、靖江、遂川、醴陵、合川、乐山、射洪等相对温暖的地区也都先后出现过幻日现象。其实只要有卷云、高空足够冷、有排列有序的冰晶、太阳折射角足够低,任何地方、任何季节、任何时间(极特殊时发生在中午,但因阳光强烈很难被肉眼识别)都可能出现幻日现象。最为奇特的是2013年11月1日9时左右在辽宁朝阳出现“三日齐出”,而河北承德则为“四日相映”,内蒙赤峰更看见了“五日同辉、三虹贯日”的自然奇观。


(编辑:孙镆涵  编审:袁长焕)