【大气光学】冰晶晕观察指南
旅者工艺 2020-3-13 大气科学
中文摘要
尽管更少的人知道,但事实上冰晶晕比彩虹常见得多。您甚至可以在一周内多次看到它们。如何观察冰晶晕,成为一个重要的问题。
关键词
大气光学冰晶晕指南观测

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尽管更少的人知道,但事实上冰晶晕比彩虹常见得多。您甚至可以在一周内多次看到它们。如何观察冰晶晕,成为一个重要的问题。


找到遮挡物

大多数时候,冰晶晕是由太阳的强光形成的。但是太阳光十分刺眼,会对人的眼睛或者设备造成伤害,因此找到遮挡物是首要的。


任何合适的东西都可以成为遮挡物。高耸的树、路灯、房顶、广告牌……这些都是不错的选择。


注意!尽量不要让遮挡物挡住冰晶晕自身,不然您可能会错过一些冰晶晕种类。如果实在找不到遮挡物,可以用手进行遮挡。但无论如何,不要长时间地盯着太阳周围看(尤其是在太阳较高的时候),您可以用相机拍摄天空后,在相片上进行观察。


检查冰晶晕种类

冰晶晕可以出现在天空的任何角落,因此当出现冰晶晕时,千万不要只盯着太阳这一边看。


通常情况下,最容易发现的冰晶晕是22°晕。如果太阳高度角较低,当您发现它时,不妨查看一下晕圈的两侧有没有两个亮斑——那是22°幻日。像剑一般竖直穿过太阳的冰晶晕是日柱。接下来看一看晕圈的顶部有没有一个与它相切的弧——上切弧(22°切弧)。上切弧上方的拱形光弧是上凹Parry弧。抬起头,在天顶附近您可能会发现彩色的环天顶弧。仔细看——有没有光弧与环天顶弧相切?如果有,您可能看到了上侧弧或46°晕。如果存在上侧弧,那么顺着它往下看还有可能看到下侧弧。


如果太阳高度角较高,那么22°幻日等冰晶晕会很微弱。不妨看看靠近地平线的位置有没有环地平弧。有时候,下侧弧会和环地平弧重合。与它相切的,还有上面提到过的46°晕。


如果您看到了更多交错的弧线,横跨天空,那么请务必仔细观察。穿过太阳的白色弧线是幻日环。Wegener反日弧与上切弧相交,穿过反日点。较为暗弱的Hastings反日弧同样穿过反日点,但不同的是它与Parry弧相切。另一条穿过太阳的结形光弧是偕日弧。偕日弧的顶端与对日弧相切。除此之外,穿过反日点的光弧还有Tricker反日弧、Tränkle弥散反日弧和Greenler弥散反日弧。映偕日弧与Tricker反日弧相切。


在幻日环上看到了更多的光斑?除了22°幻日,120°幻日也是幻日环上较亮的幻日,它离太阳比较远。当Wegener反日弧和幻日环相交时,会形成反假日,它总是出现在反日点。在120°幻日和反假日之间,还有一对较宽的幻日——Liljequist幻日。偶尔地,洁白的幻日环会被蓝环染成蓝色,形成幻日环蓝斑。如果考虑到复射机制,那么在22°幻日的一侧可能会出现44°幻日,甚至是66°幻日。120°幻日的两侧也可能出现98°幻日/142°幻日。


还有一类冰晶晕通常比较暗弱,它们是由Lowitz取向的冰晶产生的。有时您会看到有许多弧线交错着穿过了22°幻日,它们分别是上Lowitz弧、中Lowitz弧、下Lowitz弧、凸Schulthess弧和凹Schulthess弧。有时候46°晕附近也会出现一些很暗且很短的弧线,它们分别是垂直46°接触弧、上侧46°接触弧和下侧46°接触弧。如果上述Lowitz取向的冰晶晕的强度惊人地高,那么请快速转向身后,120°幻日的附近可能会出现极罕见的120°Lowitz弧。


另外,天顶周围的Kern弧、复射天顶光环(环天顶弧的幻日环+幻日环的环天顶弧+120°幻日的环天顶弧)和Ounasvaara弧也值得关注。


如果您在飞机上,或者在山顶,抑或在是什么可以看到地平线以下天空的地方,那么请注意:地平线下方可能会出现各种冰晶晕的“映像”,您可以按照上述方法寻找映像冰晶晕,只不过上下需要颠倒。


这些远不是全部的冰晶晕。如果您还看到了其他的冰晶晕,可以向专业人士求助。


拍摄

拍摄冰晶晕对于研究很有帮助,在拍摄时也应注意一些事项。在萨斯卡通天空美景出现时,就因为没有拍摄相应的照片,使66°幻日是否出现存疑,直到目前仍然没有影像记录。同样,2014年云南上空出现罕见冰晶晕时,由于照片数量较少,样本不足,无法确认照片中疑似存在的44°切弧到底有没有出现。


为了避免以上情况,在拍摄冰晶晕时,请注意以下几点:


1.如果可以的话,遮挡太阳。(具体见上文“找到遮挡物”)

2.完整地、清晰地拍下冰晶晕的全貌。

3.如果条件允许,使用照相机进行拍摄,并保留原图。

4.拍摄的照片数量要多,这样样本数量也变多了,也可以选择拍视频。

5.及时上传照片到社交网站或发给专业人士以供研究。(尤其是当冰晶晕很罕见时)


附图

Rovaniemi【1】plplpl.png

使用HaloRay进行模拟


[修改于 2 年前 - 2020-03-13 17:25:24]

+0.5  科创币    叶卡捷琳娜三世   2020-03-13   支持一下大佬的科普,只有这么一点科创币,全都给你!
来自:地球科学 / 大气科学
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旅者工艺 作者
1年9个月前
1楼

由于本人水平有限导致出错。文中、图片中出现的上凹Parry弧与上凸Parry弧需调换。

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旅者工艺作者
1年9个月前
2楼

已经更改√

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迪纳米斯
1年9个月前
3楼

我承认,这张图深深吸引我了。

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叶卡捷琳娜三世
1年9个月前
4楼

支持!

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叶卡捷琳娜三世
1年9个月前
5楼

大佬啊!期待pyramidal

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御坂18650
1年9个月前
6楼

有幸见到过一次强度很高的环天顶弧,当时好像还出现了偕日弧,不过当时上高中,没有拍照十分遗憾。22度晕倒是非常常见,还见过一次形状不规则的月晕,应是多种切弧的组合,但是当时还不懂,也没能拍照

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旅者工艺作者
1年9个月前
7楼
引用御坂18650发表于6楼的内容
有幸见到过一次强度很高的环天顶弧,当时好像还出现了偕日弧,不过当时上高中,没有拍照十分遗憾。22度晕...

啊,那真是很遗憾。

中国的偕日弧记录似乎很少

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御坂18650
1年9个月前
8楼
引用旅者工艺发表于7楼的内容
啊,那真是很遗憾。中国的偕日弧记录似乎很少

高中大课间在操场上列队,身边的同学也很好奇天上的光晕是什么,我就和他们解释,费劲口舌也说不清楚的感觉。绕操场跑步的时候我几乎一直盯着天上看,当时明知道自己见到了罕见景象却没法记录下来真的让人抓狂

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zx-85798
1年9个月前
9楼

好耶!

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叶卡捷琳娜三世
1年9个月前
10楼

这里补充一点点处理方法

USM锐化 ps_滤镜–锐化_usm锐化 可以大幅度提高冰晶晕的可见度,在天文摄影上也有很大用处

BR处理法 Nicolas.Lefaudeux发明 通道混合器R100G0B-100增强50,可适当调节,凸显彩色晕

叠加处理法

利用堆栈,方法类似天文摄影,

其他方法

浮雕法,滤镜法,基础处理法等。

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叶卡捷琳娜三世
1年9个月前
11楼
引用zx-85798发表于9楼的内容
好耶!

好耶!

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