天空中的罕见调色盘：火彩虹的科学成因与全球观测地点指南
你看到的所谓“火彩虹”其实并非真正的彩虹，也与火焰无关。它的学名是环地平弧，是大气光学中一种非常罕见且壮观的日晕现象。
科学成因揭秘：冰晶与阳光的魔法
环地平弧的形成需要极其苛刻且精确的条件同时满足：
高空卷云存在： 天空中必须有足够多的高空卷云（通常位于6千米以上）。这些云由微小的
冰晶组成。
冰晶形状与方向： 卷云中的冰晶必须是特定形状——
六边形板状冰晶，并且这些冰晶需要
几乎完美地水平漂浮在空中（像无数片微小的玻璃片平铺开来）。
太阳高度角： 这是最关键的条件！太阳必须
高悬于天空，其高度角必须大于58度（接近或高于头顶58度）。这意味着通常发生在春末到初秋的正午前后几小时内（具体时间取决于纬度和季节）。
阳光入射角度： 当满足以上条件时，阳光以特定角度（光线与冰晶面的夹角为90度）射入这些水平排列的六边形板状冰晶的
垂直侧面。
折射与色散： 光线在冰晶内部发生
折射（弯曲），就像通过三棱镜一样。不同颜色的光（波长不同）被折射的角度略有不同，发生
色散现象。
出射形成光弧： 光线最终从冰晶的底部水平面
出射。由于无数冰晶对光线的共同作用，最终在天空中形成了一条巨大、水平、色彩鲜艳、仿佛在燃烧的彩虹色光带，通常出现在太阳下方很远的位置。
简单来说： 环地平弧是阳光在特定高角度下，穿过大量水平排列的高空六边形板状冰晶时，发生折射和色散后产生的巨大彩色光弧。它本质上是一种“冰晕”。
为什么如此罕见？
- 苛刻的条件组合： 需要同时满足合适的卷云（含特定冰晶）、冰晶近乎完美的水平排列、以及太阳足够高（>58度）这三个关键条件。这种组合在大部分地区并不常见。
- 太阳高度角限制： 在纬度高于55度左右的地区，太阳在一年中任何时候都无法达到58度的高度角，因此在这些地区（如北欧大部、加拿大北部、俄罗斯大部）永远无法看到环地平弧。
全球最佳观测地点指南：
环地平弧的出现概率与纬度密切相关：
低纬度地区（赤道至大约北纬/南纬30度）：
- 最佳区域： 这是观测环地平弧的黄金地带！太阳在一年中有很长时间（尤其是在当地夏季）能达到所需的高度角。
- 代表性地域：
- 美国南部： 佛罗里达州、德克萨斯州南部、亚利桑那州、加利福尼亚州南部、夏威夷州。夏季常见。
- 墨西哥、中美洲、加勒比海地区： 全年有机会，雨季后期（卷云多）和太阳高度高的季节（当地夏季）更佳。
- 南美洲北部： 巴西大部（尤其是北部和中部）、哥伦比亚、委内瑞拉、秘鲁北部、玻利维亚北部等。靠近赤道的区域机会更多。
- 北非： 撒哈拉沙漠及以北地区（如埃及、阿尔及利亚、摩洛哥等），夏季。
- 中东： 沙特阿拉伯、阿联酋、卡塔尔、科威特、伊拉克、伊朗南部等，夏季非常炎热且常有卷云的时段。
- 南亚： 印度大部、斯里兰卡、孟加拉国等，季风季节前后卷云较多时（尤其是春季和秋季）。
- 东南亚： 泰国、柬埔寨、老挝、越南、菲律宾、印度尼西亚、马来西亚、新加坡等。靠近赤道，全年都有机会，但需关注卷云情况。
- 澳大利亚北部： 北领地、昆士兰州北部（如凯恩斯），在当地的夏季（11月-次年3月）机会较好。
中纬度地区（大约北纬/南纬30度-55度）：
- 有观测机会： 在这些地区，环地平弧是罕见的奇观，通常只发生在当地夏季正午前后很短的一段时间内（太阳高度角达到或略高于58度的几周或几个月）。
- 代表性地域：
- 美国本土大部： 纽约、芝加哥、丹佛、洛杉矶（纬度相对较低，夏季机会尚可）、西雅图（纬度较高，机会较少）。最佳时间是6月至7月正午。
- 加拿大南部： 温哥华、多伦多、蒙特利尔（纬度较高，仅在夏季最热的几周正午有极小的机会，非常罕见）。
- 欧洲大部： 法国、德国、意大利北部、西班牙、葡萄牙、巴尔干地区、英国南部等。夏季（6月下旬至7月下旬）正午是唯一可能的时间，非常依赖卷云。
- 中国： 华北（北京、天津、河北、山东）、华东（上海、江苏、浙江）、华中（湖北、湖南、江西）、四川盆地、东北南部（沈阳、大连）等地区，在夏季（6月-8月）晴朗且卷云发育良好的正午时分有微弱机会。华南（广东、广西、福建、海南）纬度较低，机会相对稍多。新疆、西藏、青海、甘肃、内蒙古等高原地区，夏季晴空下卷云出现时也有机会。
- 日本： 本州大部、九州、四国。夏季正午。
- 韩国： 夏季正午。
- 澳大利亚南部： 悉尼、墨尔本、珀斯、阿德莱德。当地夏季（12月-次年2月）正午。
- 新西兰北岛： 当地夏季（12月-次年2月）正午。
- 南美洲南部： 阿根廷北部、智利中部、乌拉圭、巴拉圭南部。当地夏季（12月-次年2月）正午。
高纬度地区（北纬/南纬55度以上）：
- 无法观测： 如前所述，太阳在这些地区永远达不到58度以上的高度角，因此不可能看到环地平弧。
观测小贴士：
- 时间： 在适合的纬度，关注春末、夏季、初秋的正午前后几小时（通常是上午10点至下午2点之间，具体取决于纬度和季节）。
- 天气： 需要晴朗或高云（卷云）天气。低云或厚云会遮挡视线。
- 位置： 环地平弧出现在太阳下方很远的地方（通常距离太阳下方至少两个手臂伸直后拳头宽度的距离），且与地平线平行。抬头看天时，注意太阳正下方非常低的位置（接近地平线方向）。
- 辅助工具： 使用手机APP（如Sun Surveyor, The Photographer's Ephemeris）可以查询任意地点、任意日期的太阳高度角，判断是否可能满足>58度的条件。
总结：
“火彩虹”（环地平弧）是阳光在特定高角度下穿过水平排列的高空六边形冰晶时产生的神奇色散现象。它的罕见源于苛刻的形成条件组合。想要一睹其风采，低纬度地区（如美国南部、东南亚、中东、北非、澳大利亚北部）是最佳选择，机会相对较多；中纬度地区（如美国本土大部、欧洲、中国大部、日本、澳大利亚南部）则需在夏季正午时分碰运气，且非常罕见。记住，抬头看天时，别只盯着太阳附近，把目光投向它下方更远、接近地平线的方向，也许幸运女神就会向你展示这幅天空中的罕见调色盘！祝你观测顺利！
