2009年8月3日 星期一

觀天入門:月光虹和次級虹

試著尋找由月光造成的彩虹。在白天出現彩虹時,試著看到更多級別的次級虹。

除了最著名的虹(第1級虹)和霓(第2級虹)以及複弧之外,還有許多種不同的彩虹或與其有關的現象。不是那麼罕見霧虹(fogbow)和露虹(dewbow)、奇炫美麗的反照虹(Sun-Reflection Bow),將在下幾個觀天習題中分別敘述。這裡主要針對其它更少見彩虹景象,探討它們最可能出現時間和地點。不可否認的,我們大部份的嘗試會無功而返。不過,當你擁有這個知識,事先知道在何時及何處尋找,你成功的機會必然大增。

第一個就是月光虹(Moon Ranbow),彩虹是由月光造成,而不是日光。困難之處在於月光比日光暗了很多,因此月光虹只有在滿月或十分接近滿月時才有可能出現。即使如此,月光虹也很難顯現彩色,因為其亮度不足以激發視網膜上的彩色感光神經細胞。「很難」並不代表「不可能」,例如夏威夷群島的許多地方有形成彩虹的絕佳條件(光量、雨勢及天空清澈度),出現彩色的月光虹出現的機會就多了很多,這是大文豪馬克吐溫(Mark Twain)以及群島上許多居多的親身經驗。

另外一類罕見的彩虹是次級虹,例如:第3級、第4級、第5級、甚至是更多級別的彩虹。第1級虹也就是平常通稱的彩虹,光線在雨滴內反射了一次;第2級虹就是霓,光線在雨滴內反射了兩次;同理第3級、第4級、第5級、甚至是更多級別就是在雨滴內分別反射了3次、4次、5次甚至是更多次。

在室內的實驗要顯現更多級別的次級虹並不困難,但在過去的文獻記錄中,看到更多級別的次級虹的次數不多,有一些還欠缺可信度。較可信的是在1986年12月的氣候雜誌(Weather),有人宣稱看到第3級虹;另外在十九世紀時,天文及占星學家馬斯卡特(Eleuthere Mascart)宣稱看到過第5級虹。

其實,要看到更多級別的次級虹應該比想像中容易,只是知道它們存在的人並不多,知道向何處尋找它們暗淡的身影的人更少。筆者希望你看到本觀天習題之後,除了自行觀測之外,並儘力宣傳、廣招同好。當你看到彩虹時,至少要留心注意第3級、第4級、第5級可能出現的位置。第5級虹雖然不如第3級虹和第4級虹明亮,但它的預測位置是在較暗的背景天空,也就是亞力山大暗帶。第3級虹和第4級虹等於是回到太陽的方向,你必須對日暈(Halo)有所瞭解,參考觀天習題七十八至八十五,才不會把日暈現象和更多級別的次級虹搞混了。下表列出第1~8級虹將會出現的約略位置和大小。

第1~8級虹和反日點的角距和顏色順序
級別 紅色 紫色 顏色順序
1 (虹) 42° 40° 紅~紫
2 (霓) 51° 54° 紫~紅
3 139° 143° 紫~紅
4 136° 130° 紅~紫
5 52° 45° 紅~紫
6 32° 41° 紫~紅
7 116° 126° 紫~紅
8 158° 170° 紫~紅

問題

一、你是否錯過了任何觀看月光虹的機會?如果你曾經看過,它是否為彩色?當時的環境條件為何?

二、你是否看過任何一小段的更多級別的次級虹?請你描述其細節。還有,當時的環境條件為何?

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