幻日

大气的一种光学现象
幻日(sundogs),是一种大气光学现象,称为“双太阳”。[1]在天空的半透明薄云中,漂浮着一些六角形柱状的冰晶体。由于重力的作用,这些冰晶体有时会整齐地在空中垂直排列。当太阳光线照在这些整齐排列的六角形冰柱上时,就会发生非常规律的折射。其中有一部分太阳光被折射到太阳的侧面。人的眼睛看到这些被折射到太阳侧面的光线,仍然以直接沿刚刚进入瞳孔的光线方向来判断这些折射光发散顶点的位置,所以认为在该点存在另外一个太阳。其实这只是太阳的虚像[2]
“幻日”现象一般会出现在早晨5时30分至6时之间或者上午9时左右,傍晚也会出现。出现“幻日”现象需要满足非常严苛的条件。首先,要有云,而且云层的位置要高,云中要有大量的水汽,温度要低(零下30℃以下)才能形成冰晶;其次,云层要薄,透光率要好,这样太阳光才能被折射出来;第三,太阳与冰晶及观察者之间的角度要正好,这点很重要,也很苛刻,因为稍微偏一点都看不到。[2]
2024年3月20日,内蒙古扎兰屯市出现“幻日”景观。[3]

现象形成

在非常寒冷、出现卷云的高空,分布着大量微小的六角冰晶。当这许多的冰晶在朝阳或夕阳附近时,它们会像三棱镜一样,使太阳光发生折射,形成环绕太阳的“日晕”。冰晶在下沉时,会整齐地竖直排列起来,从而使太阳光沿水平方向朝左右折射约22°,从冰柱出来的三路光线射到人的眼睛中,中间那路太阳光线,是由中间位置的太阳直接射来的,是真正的太阳;旁边两条光线,是太阳光经过六角形晶柱折射而来的。这样,在人们的眼中,在中间太阳的两边就出现了另外两个太阳,它们实际上是太阳的虚像[4]