中國彩虹之都在哪里?

彩虹是如何形成的？

你有沒有見過照片中這樣的場景：在一道彩虹旁邊，還有另一道顏色稍暗些的彩虹？第二道彩虹的顏色順序跟第一道彩虹相反，它叫副虹，也叫霓。

像這張照片中的兩道彩虹并不常見。你也許知道：彩虹是太陽光照在水珠上發生折射和反射形成的。一般我們只能夠看到一道彩虹。你知道這樣的兩道彩虹是怎樣形成的嗎？

空氣中的水滴相當于牛頓手里的那個三棱鏡。陽光通過水滴的時候，水滴不僅能改變陽光的方向，而且像三棱鏡一樣把陽光分解成紅到紫七種顏色。不同顏色的光的折射率是不一樣的，紅光的折射率最大，紫光的折射率最小，所以陽光通過水滴以后，通過反射和折射，使我們看到內紫外紅這種第一道彩虹。有些時候陽光第一次進入水滴后先進行了一次折射，然后在水滴內部反射，離開水滴的時候又進行了一次折射，最后返入我們的眼睛，這時候我們就會看到第二道彩虹。

有時候，你甚至能看到第三道、第四道彩虹，它們叫作裳，是陽光進入水滴以后進行3次、4次內反射形成的。此時光能的消耗更大，所以第三道、第四道彩虹的顏色看起來會更淡。在自然界中，第三道彩虹十分罕見，第四道彩虹我們的肉眼幾乎看不見。

自然彩虹能否被地面上的人看到，陽光進入水滴的角度這個因素也十分重要。這個角度是由太陽高度角決定的。只有在太陽高度角低于42°的時候，我們站在地面上才能看到彩虹；高于42°，站在地面上的人們一般是看不到彩虹的。

可見，站在地面上的我們要看見彩虹，條件還是比較苛刻：第一是陽光要穿過空氣中的水滴；第二是發生現象的時候，太陽的高度角要低于"42°；第三還要有相應的大氣透明度。綜合滿足這三種條件，才有可能出現彩虹。“斯人若彩虹，遇上方知有”表達的正是人們遇見彩虹的驚喜。

通常我們只能看到的彩虹是一段圓弧，能夠看到半圓形的彩虹也算是幸運了。但其實真正的彩虹是一個完整的圓形。飛機飛行在太陽和雨中間的時候，如果大家有幸坐在飛機上，就能看到一個全圓的彩虹。之所以我們看到的彩虹只有一半甚至只有一段圓弧，是因為地平線限制了我們的視野。可以說是地平線直接把另一部分彩虹給切割掉了。

為什么那里的彩虹多？

要想看美麗的彩虹，你知道去哪兒看到它的概率比較大嗎？推薦你去中國彩虹之都——新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣。目前有觀測數據為證，昭蘇是我國夏季彩虹出現次數最多的縣。因此它于2018年被評為中國彩虹之都。為什么那里會有如此多的彩虹呢？

彩虹的出現和雷陣雨是密切相關的。雷陣雨也叫太陽雨，在氣象觀測記錄上通常記為雷暴。在全國兩千多個縣中，昭蘇夏季年平均雷陣雨日數為86天，名列全國第三。

頻繁的雷陣雨出現和它的氣候背景和地形有關。昭蘇位于我國新疆西部的伊犁河谷，伊犁河谷是天山的一個山間盆地。伊犁河谷三面環山，是向西開的一個喇叭口地形，西邊低、東邊高。它就像一個超級集雨器，西邊的喇叭口可以最大程度吸收來自大西洋甚至里海、黑海的水汽。而昭蘇就在伊犁河谷降水最豐沛的地方，而且它的地形相當于小型的伊犁河谷，同樣是向西敞開、三面環山，是一個高位的山間盆地。這樣一來，昭蘇這個地方的集雨效果幾乎是翻倍的。昭蘇縣城年降水量超過500毫米，是新疆降水量最多的縣，幾乎和我國的華北地區相當，而周邊山區的降水量則在800到1200毫米。

昭蘇的降水不僅量大，而且分布不均。每年5到9月的降水量差不多能占到全年降水量的五分之四，6到7月的降水量可以達到全年降水量的五分之三。也就是說，每年夏季是昭蘇一年中水汽含量特別豐富且最為集中的時段，為夏季雷陣雨的產生提供了條件。

作為山間高位盆地，昭蘇縣城海拔在1800到2400米。這意味著，夏季熾熱的陽光迅速把地面烤熱，于是靠近地面的空氣升溫迅速；夏日午后，昭蘇的空氣下面熱、上面冷，這種“頭重腳輕”的空氣很容易形成了特別旺盛的強對流。

一方面昭蘇的水汽含量高，另一方面由于是高位的山間盆地，夏季午后強對流特別容易發生，這兩個自然條件導致昭蘇夏季的雷陣雨特別多。昭蘇的雷陣雨日數能在全國排第三名呢！為什么中國彩虹之都的桂冠沒有“花落”到雷陣雨日數排名第一和第二的地方？這是由站在地面上看彩虹的第二個條件——太陽高度角低于42°所決定的。太陽高度角和當地的緯度是密切相關的。在同一天的同一時刻，太陽高度角是由當地的緯度決定的，緯度越低的地方太陽高度角就越高。昭蘇的雷陣雨日數雖然排名全國第三，低于我國的海南澄邁和廣西東興，但是因為這兩個地區緯度很低，都在北回歸線以南，這也就意味著昭蘇夏季太陽高度角低于42°的時間要比排名前兩位的多得多。因此，夏季站在地面上看彩虹，昭蘇的機會是最多的。簡單來說，昭蘇夏季擁有我國北回歸線以北最多的雷陣雨次數，正是昭蘇成為中國彩虹之都的天然優勢。

要形成彩虹，大氣的透明度這個因素也是非常重要的。昭蘇的地貌主要是山間草原，所以空氣非常純凈，每次下過雨后，空氣中的水滴不僅大而圓、且特別透明，彩虹形成后的觀賞品質特別好。就是因為昭蘇的夏季彩虹具有這么多優勢，所以氣象學家們開始對昭蘇的彩虹進行觀測和研究，從而為彩虹預報打好基礎。

怎樣預報彩虹？

彩虹是發生在大氣層中的光學現象——它是跨界的，既是天氣現象，也是光學現象。作為一種天氣現象來說，天氣預報的基礎就是樣本的積累，所以彩虹預報也是如此。昭蘇在2017年3月8日制定了全國第一個彩虹觀測的試運行規范，在全國率先開始了彩虹觀測。在短短不到三年的時間里，昭蘇就建立起了國內第一家彩虹基因庫。基因庫里有幾百條彩虹數據，為彩虹預報打下了堅實的基礎。

昭蘇的彩虹預報有它自己的技術路線。因為所有的天氣現象都跟環流（就是大氣運動）相關，昭蘇的彩虹基本上都是在下午出現，所以氣象學家們是通過找出全球環流的規律來完成彩虹預報的第一步。

在找到相應的環流背景后，就需要研究對流性降水預報。對流性降水的預報難度比較大，目前來看，采用高分辨率的降水數值，可以比較準確地提前24小時預報。

再下一步，氣象學家們就要看氣象雷達了。根據目前對昭蘇彩虹出現的分析和研究，氣象學家們發現彩虹出現的時候一般都有積雨云。積雨云的移動路徑，可以很清楚地在氣象雷達上看到，進而跟蹤積雨云的發展雷，就能大幅度提高對陣雨天氣的預報準確率。隨著科技的發展，很可能像預報風霜雨雪一樣，將來的彩虹預報也變成數值模式。這應該是未來的發展趨勢。

做好準備，去追彩虹！

“騎著天馬追彩虹”是昭蘇旅游的亮麗名片。想起遼闊的大美新疆，你是不是也想去昭蘇看彩虹？去那里看彩虹需要做哪些準備工作呢？

建議大家在6、7、8這三個月去。昭蘇氣象局會發布彩虹預報，大家可留意查看。一定要記得準備好雨衣和雨傘——雨衣自己穿，雨傘留給相機用。相機最好帶廣角鏡頭、偏振鏡頭（有條件的還可帶180°的魚眼鏡頭），能拍出更完整、更漂亮的彩虹照片。昭蘇的7月一般最高溫度不超過25℃，平均溫度15℃左右，比較寒涼，要注意做好保暖工作。

根據氣象學家們的研究，昭蘇積雨云的移動路徑還是比較有規律的。積雨云先向西、再向南運動，彩虹正好出現在積雨云移動的路徑上。也就是說從目前的觀測記錄看，先在軍馬場，然后再到濕地公園，再到夏塔山谷，這三個地點是昭蘇彩虹出現最多的地方。追彩虹一定要提前在下午四五點這個時間等著。祝愿大家能不虛此行，在昭蘇看到最美麗、最驚艷的彩虹！