天象现象百科 · Sun dog
幻日是怎么回事:太阳两侧的彩色亮斑与片状冰晶
冬日的早晨,太阳左右各挂着一块带彩边的亮斑,像天上多出两个小太阳。这就是幻日,由空中水平飘浮的片状冰晶折射阳光形成,在北方寒冷地区并不罕见。
片状冰晶的水平排列
形成幻日的是扁平的六角片状冰晶。它们在空气中下落时,像落叶一样趋向于让宽阔的一面保持水平,大量冰晶因此排列得相当整齐。阳光从冰晶的侧面进出,和 22 度晕一样经过 60 度棱镜式的折射,但冰晶朝向统一,光只集中到太阳左右两侧同一高度的位置,形成两个亮斑,而不是一整圈环。
幻日靠近太阳的一侧偏红,向外依次过渡到黄和白,有时还拖着一条白色尾巴向外延伸。冰晶越整齐,亮斑越紧凑明亮,亮的时候肉眼看甚至有些刺眼。
为什么不一定正好在 22 度
太阳很低时,幻日几乎正好落在 22 度晕上。太阳升高后,光线斜穿冰晶,偏折角变大,幻日会逐渐向外偏离晕环;太阳高度超过 60 度左右,幻日就不再出现。所以清晨和傍晚、太阳贴近地平线时,最容易看到明亮的幻日。
如果云里既有朝向杂乱的柱状冰晶,又有水平的片状冰晶,天上就会同时出现 22 度晕和幻日,两个亮斑像嵌在晕环两侧的灯。
常和哪些光象一起出现
幻日很少单独出现。穿过太阳的水平方向上,有时会有一条白色的环,叫幻日环。太阳正上方很远处,可能出现一段倒挂的彩色弧,叫环天顶弧,颜色比彩虹还纯,同样由片状冰晶形成,常与幻日相伴。22 度晕的顶端,还可能出现形似展开翅膀的上切弧。
这些光象组合在一起时,天空会呈现一整套对称的图案,气象爱好者称为晕象群。看到幻日时不妨把视线往头顶和四周扫一圈,往往还有别的收获。
在哪看,怎么拍
幻日需要空中有冰晶,冬季寒冷地区最常见,东北、内蒙古、新疆北部的冬天常有记录,钻石尘天气里冰晶甚至就悬浮在离地不远的空中。其他地区在有卷云或卷层云的日子也能见到,季节不限。月亮够亮时还可能出现幻月,原理相同,只是暗得多。
拍摄时同样不要直视太阳,可以用树枝或建筑挡住太阳本身。广角镜头能把两侧亮斑和中间的太阳一并框进画面,曝光补偿往下调 1 到 2 档,颜色更饱满。想找幻月,可以在 月相日历 里挑满月前后的日子;冰晶云散开的傍晚,再看看 今晚看什么,接着就是观星时间。
常见问题
幻日和日晕有什么关系?
两者都是冰晶折射阳光,偏折角都在 22 度附近。区别在冰晶的朝向:日晕来自朝向杂乱的柱状冰晶,所以是一整圈环;幻日来自水平排列的片状冰晶,光只集中在太阳两侧,形成两个亮斑。
幻日只在冬天出现吗?
冬季寒冷地区最常见,但不限于冬天。只要高空有含片状冰晶的卷云或卷层云,一年四季都可能出现。中低纬度地区夏天也偶尔能见到,常常伴随日晕一起出现。
为什么有时只看到一侧的幻日?
冰晶的分布不一定均匀,太阳一侧的云里冰晶多,另一侧少或没有云时,就只会出现一个幻日。云层移动也会让两侧亮斑此消彼长,几分钟内变化明显。