彩虹竟然也可以預報了，準確率高達85%！_風聞

大家好

我是大臉喵

昨天

一場大雨過後

#北京彩虹#又成功上了熱搜

大家都紛紛發出自己拍到的彩虹

但這份幸運卻不是人人都有

有不少人沒有看到昨天的彩虹

就比如我……

要是彩虹也能出個預報就好了

之前我們説過天氣預報

也提到過地震預報

這都是常見的預報類型

但大家聽説過彩虹預報嗎？

最近

我國首條彩虹預報正式發佈

不僅預報了彩虹出現的概率

還提示了容易見到彩虹的地方

準確率達到85%

這也太夢幻了吧！

要知道彩虹的出現時間非常短

究竟是如何預測出來？

並確定出現位置的呢？

彩虹是怎麼形成的？

彩虹形成的基本原理，大家應該都不陌生，陽光在小水滴中發生「折射-反射-折射」後，投射到人眼中，就形成了彩虹。

1307年歐洲就有人提出了，彩虹是由水滴對陽光的折射及反射而造成的。

1637年法國哲學家、物理學家勒內·笛卡爾，用玻璃球注入水來進行實驗，得出了水對光的折射指數，用數學的方法證明了彩虹的主虹是水點內的反射造成的，並準確的計算出了彩虹的角度，但未能解釋彩虹的七彩顏色。

1665年英國物理學家艾薩克·牛頓，利用三稜鏡研究日光，發現白光是由不同顏色的光混合而成，而不同波長的光有不同的折射率，這一發現成為了光譜分析的基礎，關於彩虹形成的光學原理才全部被人們發現。

其實我國早在唐代，孔穎達就提出了“若雲薄漏日，日照雨滴則虹生”的觀點，表明了虹是日光照射雨滴所產生的一種自然現象。

之後，張志和還進行了人工造虹實驗，證實了虹的產生是陽光通過水滴的結果，他還指出了，要看到虹必須“背日”。

北宋時，孫彥先也提出了“虹乃雨中日影也，日照雨則有之”的説法，解釋了彩虹是水滴對陽光的折射和反射。

沈括在編寫《夢溪筆談》時引用並證實了這一説法，他觀察到虹和太陽的位置與方向是相對的現象，這比歐洲提出彩虹概念要早了幾百年。

光是一種電磁波，光的顏色是由光波的頻率決定的，在我們眼睛看到的範圍內，紅光的頻率最小，紫光的頻率最大。

雖然各種頻率的光，在真空中傳播的速度相同，但在介質中傳播時，受介質的影響，折射率有所不同。

因此，當一束白光通過稜鏡時，前進方向發生變化，形成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光帶。

來自《現代物理知識》

夏天雨過天晴後，天空中漂浮着很多小水滴，當陽光射入小水滴，即從空氣進入水中時，發生第一次折射，由於構成白光的各種單色光的折射率不同，因此，光線在水滴內產生色散現象。

各色光同時在水滴內繼續傳播，遇到水滴的另一界面時，被反射回來，重新經過水滴內部，回到空氣中時再經過一次折射。

這樣，陽光在小水滴中進行了兩次折射和一次反射後，就被分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種單色光。

來自《現代物理知識》

當空氣中的水滴數量足夠多的時候，陽光通過這些小水滴，經過反射和折射作用後，射出的光集中在一起，天空中就出現美麗的彩虹了。

這也就是為什麼，彩虹往往出現在夏天的雨後，因為夏天常常下陣雨，雨的範圍不大，往往是這邊下雨，那邊天空還掛着大太陽，而且地面温度高，雨停後，地面上的水被快速蒸發，漂浮在空中，這都給彩虹形成提供了充足的條件。

有趣的是，彩虹出現在半空中的位置不是特定的，它會隨着觀察者而改變，因為每個人看到的彩虹的光線，來自不同的位置，不同的水滴，所以即使站在一起，每個人看到的也都是自己的專屬彩虹。

各種神奇的彩虹

一般情況下，我們看到的彩虹都是前面圖中的樣子，但受到水滴密集程度、水滴大小、光線入射角度等因素影響，我們有時也會看到很多特殊的彩虹。

◆雙彩虹

平時，我們通常會看到一條彩虹，但有時在這條彩虹的外面，還能看到一條顏色順序恰好相反，且較暗一些的另一條彩虹，叫做副虹，也被稱為霓，與主虹是同心的圓弧。

霓的形成過程和虹一樣，不同的是陽光從水滴下部射入，恰好在水滴內經歷了兩次折射和兩次反射，這多的一次反射，就導致了它的光帶顏色分佈和虹相反。

來自《現代物理知識》

而且由於多經歷了一次反射，途中光能的損失比虹要多，所以相對的霓就黯淡一些。其實，陽光在水滴內經過三次、四次反射，還可以形成第三虹、第四虹等，但經歷的反射次數越多，顏色就越暗，所以一般很難被看到。

◆圓形彩虹

單個水滴是無法呈現整個彩虹的，當空氣中有大量形狀和密度較均勻的水滴時，在特定的角度這些水滴會向觀察者發出較強的反射光，同一角度的水滴分佈在一個假想的錐形上，而在觀察者的眼中，就形成了彩虹。

來自Alexander Haußmann

所以，完整的彩虹就是圓形的，只不過觀察者的高度不夠，錐形的下半部分被地面遮擋，所以我們只看到了彩虹的一半，當站得足夠高時，就能看到彩虹的全貌了。

◆霧虹

不同顏色的光折射率不同， 所以透過水滴才形成了七色彩虹，但非常偶然的機會，我們也能看到幾乎純白的彩虹。

這是水滴大小決定的，當水滴不斷變小，光在穿過它們的時候，不僅會發生色散，還會發生更加明顯的衍射（光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物後面傳播的現象）等其他現象。

衍射現象

在它們的作用下，彩虹會變得越來越寬，顏色也逐漸混合在一起，最終變成白色。

◆月虹

這是一種非常罕見的自然現象，是月光下出現的彩虹，又叫黑夜彩虹、黑虹。

由於月亮本身不發光，它的光是反射太陽光而來的，因此亮度較小，但它和日光一樣，也會透過空氣中懸浮的水滴，被分解成七色的光譜。

但由於月光遠沒有日光明亮，所以通常只能分辨出一兩種顏色，最好的觀測時機是滿月附近月光最亮的幾天。

◆浪花彩虹

彩虹的出現是因為空氣中的小水滴，除了雨後，浪花激起的水滴，同樣能夠形成彩虹，除此之外，瀑布、灑水車、甚至動物噴水也能形成短暫的彩虹。

全國首家彩虹預報

在北京，只有極偶爾的機會，才能見到一次彩虹，而且高樓林立把天空分成一小塊一小塊的，所以很可能也只是看到一小段彩虹。

而在新疆伊犁的昭蘇縣，每年5到8月間，都能看到多達16****0餘次的彩虹，而且通常是雙彩虹，甚至還曾經出現過三層以上的彩虹，被稱為**“彩虹之都”**。

這是昭蘇縣特殊的地理位置決定的，三面環山，東邊是狹長的山谷，西邊是開闊的盆地，使得夏季的昭蘇每10天裏就有五六天下雷陣雨，而且空氣純淨，因此彩虹頻頻出現。

深綠色的開口處就是昭蘇

由於經常能見到美麗的彩虹，很多遊客慕名而來，但彩虹這事兒説不準，可能等了一天，就在進屋休息的那幾分鐘裏，彩虹卻恰好出現。

於是從2017年起，昭蘇氣象局開始統計彩虹出現的相關數據，例如起止時間和方位、雲量、雲狀、雲高、太陽方位，甚至彩虹出現方位的雲的顏色，建立起了彩虹的“基因庫”，嘗試預報彩虹。

通過不斷擴充的基因庫，彩虹的預報準確性越來越高，10小時內的預報準確率達到了85%以上，這下大家就可以準確的追彩虹啦！

其實不只是彩虹預報，最近幾年多了很多新奇的氣象預報，像是櫻花、杏花、油菜花、荷花等的花期預報，結合風力、濕度、能見度、空氣質量等預測出的藍天預報，還有過敏人士最關注的卻又不想看到的柳絮預報等等。

有了這些預報，我們就能更好的享受大自然帶給我們的驚喜，真希望北京也能出個彩虹預報，就可以不在朋友圈裏賞彩虹了。

以上

就是本期的全部內容

來自公眾號費米科學