年8月23日傍晚有幸看见了七彩云霞。第一反应就是:至尊宝脚踏七彩祥云来娶紫霞仙子了。
七彩云那么这彩云是怎么形成的呢?
首先,来看云的形成
说到云是什么?小学生会说:云是大气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴,或者是凝华成的小冰晶。的确,云是地球上水循环的结果,当地面上的液体水蒸发变成看不见的水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生了小水滴或小冰晶。当然,这小水滴或小冰晶不是只有那么一个两个就形成了云,而是有许许多多地混合在一起才组成了漂浮在空中的可见的集合体就是云。
其次,我们来看看云的分类
说到云的分类,小学生也有话说:在学习天气的内容中,我们知道了,根据云量多少可以把天气分为晴、多云和阴:还可以根据云的高度和云的形状可以把云分为层云、卷云和积云三大类。当然,这只是云最基础的分类,云也是会不断变化的,例如夏日常见的积云,看起来白白的,像棉花堆一样,它也会继续发展,不断变厚变成积雨云等等。
积云什么是幞状云?
当积云继续发展还会变成浓积云。浓积云是浓厚的积云,云的厚度常常大于宽度,当气块因对流上升运动超过凝结高度很多时,云体变得高大臃肿,顶部变成花椰菜状,即已形成浓积云。当浓积云发展到中云高度,有时云顶会有一片像薄纱巾似的白色云幕称为幞状云。所以幞状云是云的一种附属结构(相当于是浓积云的头巾)。幞状云因为高度足够高,在冻结层以上,这里的水汽以过冷水或小冰晶的形式存在,在合适的太阳角度之下,就会形成虹彩。
幞:古代汉族男子的头巾,也叫幞头云朵的颜色分析(摘自百度百科)
天空有各种不同颜色的云,有的洁白如絮,有的是乌黑一块,有的是灰蒙蒙一片,有的发出红色和紫色的光彩。这里面,云的厚薄决定了颜色,我们所见到的各种云的厚薄相差很大,厚度可达7-8公里,薄的只有几十米。有满布天空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种。很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑;稍微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白;很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。有时云层薄得几乎看不出来,但只要发现在日月附近有一个或几个大光环,仍然可以断定有云,这种云叫做“薄幕卷层云”。孤立的积状云,因云层比较厚,向阳的一面,光线几乎全部反射出来,因而看来是白色的;而背光的一面以及它的底部,光线就不容易透射过来,看起来比较灰黑。日出和日落时,由于太阳光线是斜射过来的,穿过很厚的大气层,空气的分子、水汽和杂质,使得光线的短波部分大量散射;而红、橙色的长波部分,却散射得不多,因而照射到大气下层时,长波光特别是红光占着绝对的多数,这时不仅日出、日落方向的天空是红色的,就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。由于云的组成有的是水滴,有的是冰晶,有的是两者混杂在一起的,因而日月光线通过时,还会造成各种美丽的光环或彩虹。
最后我们来看看七彩颜色的形成
关于七彩颜色,小学生会说:牛顿用三棱镜证明了,当白光进入棱镜时,由于不同颜色的光发生折射的程度不一样,就出现了各种不同颜色的光。太阳光用肉眼看上去几乎是白色的,但它是由许多不同颜色的光组成的。
光除了会反射、折射、散射、还会衍射、干涉等。那什么叫光的衍射、干涉呢?光在传播的过程中,遇到障碍物或者小孔是关键会偏离直线传播的路径。而绕到障碍物后面的传播现象就叫做光的衍射。而当两列或几列光波在空间相遇时互相叠加,在某些地方始终加强,而在另一些地方始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象,这就叫做光的干涉。
幞状云里面有许多小冰晶,当小冰晶颗粒较小且均匀时,光在通过时,就会发生衍射现象,不同的光还会发生相互干涉现象,这就导致光源周围附近会形成内蓝外红的彩虹光环。
七彩祥云刚刚不是说会形形成内蓝外红的彩虹光环?这个图片好像不太对呢?别着急,听我继续解释:因为云层的厚度不同,虹彩会出现波浪形,并且会随着云层的变化而变化。