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彩虹竟然也可以预报了,准确率高达85%!

昨天

一场大雨过后

#北京彩虹#又成功上了热搜

大家都纷纷发出自己拍到的彩虹

彩虹竟然也可以预报了,准确率高达85%!

 

但这份幸运却不是人人都有

有不少人没有看到昨天的彩虹

就比如我……

彩虹竟然也可以预报了,准确率高达85%!

要是彩虹也能出个预报就好了

之前我们说过天气预报

也提到过地震预报

 

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↑ 错过戳图 ↑

 

这都是常见的预报类型

但大家听说过彩虹预报吗?

 

最近

我国首条彩虹预报正式发布

不仅预报了彩虹出现的概率

还提示了容易见到彩虹的地方

准确率达到85%

 

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这也太梦幻了吧!

要知道彩虹的出现时间非常短

究竟是如何预测出来?

并确定出现位置的呢?

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彩虹是怎么形成的?
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彩虹形成的基本原理,大家应该都不陌生,阳光在小水滴中发生「折射-反射-折射」后,投射到人眼中,就形成了彩虹。

 

1307年欧洲就有人提出了,彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成的。

 

1637年法国哲学家、物理学家勒内·笛卡尔,用玻璃球注入水来进行实验,得出了水对光的折射指数,用数学的方法证明了彩虹的主虹是水点内的反射造成的,并准确的计算出了彩虹的角度,但未能解释彩虹的七彩颜色。

 

1665年英国物理学家艾萨克·牛顿,利用三棱镜研究日光,发现白光是由不同颜色的光混合而成,而不同波长的光有不同的折射率,这一发现成为了光谱分析的基础,关于彩虹形成的光学原理才全部被人们发现。

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其实我国早在唐代,孔颖达就提出了“若云薄漏日,日照雨滴则虹生”的观点,表明了虹是日光照射雨滴所产生的一种自然现象。

 

之后,张志和还进行了人工造虹实验,证实了虹的产生是阳光通过水滴的结果,他还指出了,要看到虹必须“背日”。

 

北宋时,孙彦先也提出了“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”的说法,解释了彩虹是水滴对阳光的折射和反射。

 

沈括编写《梦溪笔谈》时引用并证实了这一说法,他观察到虹和太阳的位置与方向是相对的现象,这比欧洲提出彩虹概念要早了几百年。

 

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光是一种电磁波,光的颜色是由光波的频率决定的,在我们眼睛看到的范围内,红光的频率最小,紫光的频率最大。

 

虽然各种频率的光,在真空中传播的速度相同,但在介质中传播时,受介质的影响,折射率有所不同。

 

因此,当一束白光通过棱镜时,前进方向发生变化,形成绿七种颜色的光带。

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来自《现代物理知识》

夏天雨过天晴后,天空中漂浮着很多小水滴,当阳光射入小水滴,即从空气进入水中时,发生第一次折射,由于构成白光的各种单色光的折射率不同,因此,光线在水滴内产生色散现象

 

各色光同时在水滴内继续传播,遇到水滴的另一界面时,被反射回来,重新经过水滴内部,回到空气中时再经过一次折射。

 

这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次反射后,就被分解成绿七种单色光。

 

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来自《现代物理知识》

当空气中的水滴数量足够多的时候,阳光通过这些小水滴,经过反射和折射作用后,射出的光集中在一起,天空中就出现美丽的彩虹了。

 

这也就是为什么,彩虹往往出现在夏天的雨后,因为夏天常常下阵雨,雨的范围不大,往往是这边下雨,那边天空还挂着大太阳,而且地面温度高,雨停后,地面上的水被快速蒸发,漂浮在空中,这都给彩虹形成提供了充足的条件。

 

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有趣的是,彩虹出现在半空中的位置不是特定的,它会随着观察者而改变,因为每个人看到的彩虹的光线,来自不同的位置,不同的水滴,所以即使站在一起,每个人看到的也都是自己的专属彩虹

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各种神奇的彩虹
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一般情况下,我们看到的彩虹都是前面图中的样子,但受到水滴密集程度、水滴大小、光线入射角度等因素影响,我们有时也会看到很多特殊的彩虹。

◆双彩虹

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平时,我们通常会看到一条彩虹,但有时在这条彩虹的外面,还能看到一条颜色顺序恰好相反,且较暗一些的另一条彩虹,叫做副虹,也被称为,与主虹是同心的圆弧。

 

霓的形成过程和虹一样,不同的是阳光从水滴下部射入,恰好在水滴内经历了两次折射和两次反射,这多的一次反射,就导致了它的光带颜色分布和虹相反。

 

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来自《现代物理知识》

 

而且由于多经历了一次反射,途中光能的损失比虹要多,所以相对的霓就黯淡一些。其实,阳光在水滴内经过三次、四次反射,还可以形成第三虹、第四虹等,但经历的反射次数越多,颜色就越暗,所以一般很难被看到。

◆圆形彩虹

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单个水滴是无法呈现整个彩虹的,当空气中有大量形状和密度较均匀的水滴时,在特定的角度这些水滴会向观察者发出较强的反射光,同一角度的水滴分布在一个假想的锥形上,而在观察者的眼中,就形成了彩虹。

 

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来自Alexander Haußmann

 

所以,完整的彩虹就是圆形的,只不过观察者的高度不够,锥形的下半部分被地面遮挡,所以我们只看到了彩虹的一半,当站得足够高时,就能看到彩虹的全貌了。

◆雾虹

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不同颜色的光折射率不同, 所以透过水滴才形成了七色彩虹,但非常偶然的机会,我们也能看到几乎纯白的彩虹。

 

这是水滴大小决定的,当水滴不断变小,光在穿过它们的时候,不仅会发生色散,还会发生更加明显的衍射光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象等其他现象。

 

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衍射现象

 

在它们的作用下,彩虹会变得越来越宽,颜色也逐渐混合在一起,最终变成白色。

 

◆月虹

 

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这是一种非常罕见的自然现象,是月光下出现的彩虹,又叫黑夜彩虹、黑虹。

 

由于月亮本身不发光,它的光是反射太阳光而来的,因此亮度较小,但它和日光一样,也会透过空气中悬浮的水滴,被分解成七色的光谱。

 

但由于月光远没有日光明亮,所以通常只能分辨出一两种颜色,最好的观测时机是满月附近月光最亮的几天。

 

◆浪花彩虹

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彩虹的出现是因为空气中的小水滴,除了雨后,浪花激起的水滴,同样能够形成彩虹,除此之外,瀑布、洒水车、甚至动物喷水也能形成短暂的彩虹。

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全国首家彩虹预报
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在北京,只有极偶尔的机会,才能见到一次彩虹,而且高楼林立把天空分成一小块一小块的,所以很可能也只是看到一小段彩虹。

 

而在新疆伊犁的昭苏县,每年5到8月间,都能看到多达160余次的彩虹,而且通常是双彩虹,甚至还曾经出现过三层以上的彩虹,被称为“彩虹之都”

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这是昭苏县特殊的地理位置决定的,三面环山,东边是狭长的山谷,西边是开阔的盆地,使得夏季的昭苏每10天里就有五六天下雷阵雨,而且空气纯净,因此彩虹频频出现。

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深绿色的开口处就是昭苏

由于经常能见到美丽的彩虹,很多游客慕名而来,但彩虹这事儿说不准,可能等了一天,就在进屋休息的那几分钟里,彩虹却恰好出现。

 

于是从2017年起,昭苏气象局开始统计彩虹出现的相关数据,例如起止时间和方位、云量、云状、云高、太阳方位,甚至彩虹出现方位的云的颜色,建立起了彩虹的“基因库”,尝试预报彩虹。

 

通过不断扩充的基因库,彩虹的预报准确性越来越高,10小时内的预报准确率达到了85%以上,这下大家就可以准确的追彩虹啦!

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其实不只是彩虹预报,最近几年多了很多新奇的气象预报,像是樱花、杏花、油菜花、荷花等的花期预报,结合风力、湿度、能见度、空气质量等预测出的蓝天预报,还有过敏人士最关注的却又不想看到的柳絮预报等等。

 

有了这些预报,我们就能更好的享受大自然带给我们的惊喜,真希望北京也能出个彩虹预报,就可以不在朋友圈里赏彩虹了。

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以上

就是本期的全部内容

 

大家还希望看到哪些气象预报呢?

虽然我们也不认识气象局的人

但说不准我们的粉丝卧虎藏龙呢~

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