风雪过后，天气晴朗都会出现什么自然现象？请一一例举并描述它们的形状
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发布时间：2022-05-17 07:26
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时间：2023-10-12 21:00
彩虹(Rainbow)是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹七彩颜色，从外至内分别为：赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射造成的。
彩虹[自然现象] -
成因
彩虹形成的光学原理图册
彩虹是因为阳光射到空中接近圆型的小水滴，造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其它颜色在下。
其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以人工制造彩虹。
彩虹[自然现象] -
出现位置
彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象，彩虹看起来的所在位置，会随着观察者而改变。当观察者看到彩虹时，它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的*，其实是被水滴反射，放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，刚好是观察者头部影子的方向，虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。因此当太阳在空中高于42度时，彩虹的位置将在地平线以下而不可见。这亦是为甚么彩虹很少在中午出现的原因。
彩虹[自然现象] -
形状
彩虹由一端至另一端，横跨84°。以一般的35mm照相机，需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。倘若在飞机上，会看见彩虹是原整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。
晚虹是一种罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现。由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色，故此晚虹看起来好像是全白色。
彩虹[自然现象] -
色彩
空气里水滴的大小，决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳，也比较窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比较宽。我们面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见，只有乘飞机从高空向下看，才能见到。虹的出现与当时天气变化相联系，一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天。东方出现虹时，本地是不大容易下雨的，而西方出现虹时，本地下雨的可能性却很大。
彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。
月光形成的罕见彩虹
这种罕见的幽灵照片显示了一个多姿多彩的夜间彩虹。这个彩虹是由月光产生，在北约克郡被相机捕捉到。
2009年11月6日，这个罕见的幽灵图片展示了一个完整的月亮彩虹，它横跨过整个北约克郡里士满农村。我们知道，当阳光被雨滴反射时，彩虹就会出现。但是，这个情况下，太阳早已经下山了。相反的是，这个令人印象深刻的弧是由特别的明月创造出来的。
摄影师Chris
Walker抓住了这个瞬间并且拍下了它，那是大约在周日晚上七点左右，他正开车经过一场暴风雨。
他说：“当我开车回家时，我在天空中发现了一些奇怪东西。当月亮即将变成满月时，它就在我后面，并且此时吹着狂风，雨水从云层里顷刻洒向地平线。月亮是那么的明亮，很显然可以看到天空中那个物体就是一道彩虹，它此时被月光照亮了。”“由于月光比太阳光微弱得成千上万倍，所以，这个月光彩虹也比太阳彩虹微弱很多，它只有在月亮接近满月时才能够被看到。虽然月亮彩虹在人们看来是白色的，但是，当你使用相机的长曝光就能拍到他的颜色。”
在这种情况下，Walker先生只需要在他的Lumix数码相机上使用一个30秒的曝光就能够揭示这个月光彩虹的所有颜色。Walker先生说：“月光实在是太亮了，以至于我无法用肉眼看到月光彩虹里的红色。”
这个月光彩虹总是出现在天空的对面部分，与月亮相对，而且只有在月亮接近满月时才最容易被看到。他们通常比较少出现，因为月光彩虹的出现需要许多条件的辅助。这个月亮必须位于天空中小于42度，天空必须是非常的黑暗。而且在月亮对面的那片天空必须下雨。而且，月亮彩虹更有可能出现在瀑布旁。这个现象不应该与月光环混淆在一起。月光环出现在月亮周围，并且像圆环一样。这些月光环是由于月光通过高层大气时，被悬挂在高层大气中的水晶折射而产生的。
彩虹[自然现象] -
双彩虹
双道彩虹：外圈为霓，内圈为虹图册
很多时候会见到两条彩虹同时出现，在平常的彩虹外边出现同心，但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐，便形成我们常见的彩虹（主虹）。若光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹（霓）。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射，副虹的颜色次序跟主虹反转，外侧为蓝色，内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较低，所以有时不被肉眼察觉而已。苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成，而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度，但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后，关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。
彩虹[自然现象] -
弯曲原理
原因一：光的波长决定光的弯曲程度
彩虹是一种光学现象图册
事实上如果条件合适的话，可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射后射向我们的眼睛所形成。不同颜色的太阳光束经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约180-42=138度。也就是说，若太阳光与地面水平，则观看彩虹的仰角约为42度。
想象你看着东边的彩虹，太阳在从背后的西边落下。白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。
光穿越水滴时弯曲的程度，端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大，橙色光与*光次之，依此类推，弯曲最少的是紫色光。1每种颜色各有特定的弯曲角度，阳光中的红色光，折射的角度是42度，蓝色光的折射角度只有40度，所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。
若你用一条假想线，连接你的后脑勺和太阳，那么与这条线呈42度夹角的地方，就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈40度夹角，所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。
彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系，同样这也与地球的形状有很大的关系，由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖，在雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射，同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹！
原因二：与地球的形状有很大的关系
由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖，雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射。同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹！
彩虹[自然现象] -
神话宗教
神话
彩虹在神话中占有一席位，是因为它的美和它是个难以理解的现像。伽利略的关于光的特性专著出现之后，才能解释彩虹这个现像．
在中国神话中，女娲炼五色石补天，彩虹即五色石发出的彩光。
在希腊神话中，彩虹(Iris)是沟通天上与人间的使者。
在爱尔兰神话中，富有的小妖精(leprechaun)将宝藏收于彩虹的尽头。
在印度神话中，彩虹是雷电神“因陀罗”(又译作“帝释天”）的弓，名为Indradhanush．
在北欧神话中，彩虹桥（Bifröst）连接神的领域“亚斯格特”（Asgård）和人类居所“中土世界”（Midgård）．
在台湾太鲁阁族中，彩虹的尽头是祖灵的所在地。
宗教
在犹太教和*教经典圣经希伯来语部分，创世记记载上帝耶和华让诺亚建造方舟毁灭世界。之后以彩虹跟诺亚及其子孙立约，再不降大洪水来毁灭世界。这是以历史记载的信息解释地球上有彩虹这一现象的意义。
2.蓝天白云
云是地球上庞大的水循环的有形结果。太阳照在地球的表面，水蒸发形成水蒸气，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，由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向，这就产生了云的外观。因为云反射和散射所有波段的电磁波，所以云的颜色成灰度色，云层比较薄时成白色，但是当它们变得太厚或浓密而使得阳光不能通过的话，它们可以看起来是灰色或黑色的。
地球以外行星也会有云，但水不一定是其它行星的云的主要成分，如金星的硫酸云。
成因解析编辑
地面上的水吸热变成水蒸气，上升到天空蒸汽层上层。由于蒸汽层上层温度低，水蒸气体积缩小比重增大，蒸汽下降。由于蒸汽层下面温度高，下降过程中吸热，再度上升遇冷，再下降，如此反复气体分子逐渐缩小，最后集中在蒸汽层底层。在底层形成低温区，水蒸气向低温区集中，这就形成云。
3.太阳
太阳是一个巨大而炽热的气体星球。知道了日地距离，再
从地球上测得太阳圆面的视角直径，从简单的三角关系就可以求出太阳的半径为69.6万千米，是地球半径的109倍。由此可以算出太阳的体积为地球的130万倍。
天文学家根据开普勒行星运动的第三定律，利用地球的质量和它环绕太阳运转的轨道半径及周期，还可以推算出太阳的质量为1.989×10^30千克，这个质量是地球的33万倍。并且集中了太阳系99.86%的质量。但是，即使这样一个庞然大物，在茫茫宇宙之中，却也不过只是一颗质量中等的普通恒星而已。
由太阳的体积和质量，可以计算出太阳平均密度为1.409克/厘米³，约为地球平均密度的0.26倍。太阳表面的重力加速度等于2.7398´10厘米/秒，约为地球表面重力加速度的28倍。太阳表面的逃逸速度约617.7公里/秒，任何一个中性粒子的速度必须大于这个值，才能脱离太阳的吸引力而跑到宇宙空间中去。
4.日晕
日晕是一种大气光学现象，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的各色光。有卷层云时，天空中会飘浮着无数冰晶，在太阳周围同一圈上的冰晶，都能将同一种颜色的光折射到人的眼睛里形成内红外紫的晕环,(实际并没有）天空中有冰晶组成的卷层云时，往往在太阳周围出现一个或两个以上以太阳为中心、内红外紫的彩色光环，有时还会出现很多彩色或白色的光点和光弧，这些光环、光点和光弧统称为晕。
