审核专家：占明锦

中国气象科学研究院博士

9月3日下午，许多北京市民发现，雨后天空出现了两道彩虹，一大一小，像一道美丽的双层拱门。

9月3日，北京天空出现了两道彩虹 来源 | 新浪微博@老校长邓布利多

而在此前三天，北京都出现了彩虹，这是北京连续四天出现了彩虹。

昨天，北京科学中心的上方也出现了彩虹 来源 | 王艳艳

昨天，#北京连续三天出现彩虹# 上了热搜，今天大家又纷纷讨论#北京双彩虹# 。

9月2日，北京天空也出现了两道彩虹 来源 | 新浪微博@柔侠ROSIA

京城最近频频被“幸运彩虹”眷顾，网友们开玩笑说：“北京的天空天天买热搜。”

虽然，彩虹是一种很常见的自然景象，但即便如此，每当蓝蓝的天空升起美丽的彩虹时，仍能吸引大家的目光，此次少见的双彩虹更是足够“吸睛”！

那么，双彩虹究竟是怎样形成的呢？为什么很多时候，我们只能看到一道彩虹？

虹、霓和双彩虹，傻傻分不清楚？

想要知道双彩虹的形成原理，我们需要先正确区分彩虹、霓虹和双彩虹的关系。

雨过天晴，空气中存在大量的水分，尘粒减少，能见度提高，太阳对面的天空中可能会出现彩色圆弧，按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的顺序排列。

这种圆弧有时能见到两个， 红色在外、紫色在内 ，颜色鲜艳的叫“ 虹 ”，也就是我们平常所说的“彩虹”； 红色在内、紫色在外 ，颜色较淡的叫“ 霓 ”。

“霓”与“虹”同时被看到的现象，我们就称之为“ 双彩虹 ”。

事实上，霓一定会跟随虹存在，只是因为它的 光线强度 大部分时候都较低，无法被肉眼察觉。至于原因，我们需要从彩虹的形成原理讲起。

双彩虹，内圈为虹，外圈为霓 来源 | 百度

虹和霓的形成原理

早在中国唐朝时期，孔颖达在《礼记•月令》一书疏注中写道: “若云薄漏日，日照雨滴则虹生”，表明了虹是日光照射雨滴所产生的自然现象。

虹 是光线通过水滴发生折射和反射形成的。实际上总共有三个步骤：两次折射和一次反射，即太阳光照射到水滴上时发生的“ 折射-反射-折射 ”现象。

虹的形成原理 来源 | 百度

第一次折射：太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的，当照射到水滴上时，由于这七种颜色光的波长不同，它们射入水滴后的偏向角度不同，使得太阳光分解为7种单色光。

第一次反射：折射后的单色光到达水滴边缘，按照反射规律发生反射。

第二次折射：到达边缘后的单色光将发生第二次折射，仍然以单色光的形式射出水滴，形成我们最终看到红色在最外圈、蓝紫色在最内的色彩斑斓的彩虹。

虹 来源 | Pexels

霓的形成与虹相似，只是太阳光在水滴内经历了两次折射和两次反射，即“ 折射-反射-反射-折射 ”，由于相比虹的形成多了一次反射过程，最终我们看到的色彩排序就会恰好相反，呈现红色在内、紫色在外的形式。

当我们在天空中看到“虹”时，就说明太阳光在水滴内进行折射和反射，也就意味着“霓”的存在，但是由于每一次的反射和折射都会消耗太阳光的能量，所以，只有当 光的能量足够大 或者 能力损失足够小 ，我们才能看到“霓”。

当虹和霓共同被我们看到时，就呈现出了美丽的双彩虹景象。

理论上来讲，太阳光是可以在小水滴里进行多重反射的。但是由于每一次，反射都会导致光的吸收和光的减弱。所以，通常我们最多只能看到两条彩虹。

左上图为霓的形成过程，右上图为虹的形成过程，两者结合则形成了下图中的双彩虹 来源 | 百度

想要亲眼捕捉到双彩虹，你需要这样做！

通过上文的讲述，我们已经知道双彩虹是在彩虹的基础上形成的，但是对光的能量有更高的要求，所以我们先来看看彩虹的形成条件。

彩虹形成的基本条件是 水汽 和 太阳光 ，水汽的充足与否和季节、地域相关。

从季节上讲，一般冬天的气温较低，空中不容易存在小水滴，下雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。夏季热对流天气较多，雷雨、阵雨天气频繁，又常常是急匆匆地下完雨就放晴，因此更容易看到彩虹。

从地域上来说，彩虹的出现需要满足一定的水汽条件，因此，在我国南方，雨水充沛、空气湿润的地方比较易见，出现双彩虹美景的几率也更大。比如，广西空气湿度较高，甚至有时候不下雨也会出现彩虹美景。

很多人可能都在瀑布等水汽较多的地方见过彩虹 来源 | Pexels

具备了彩虹的形成条件后，想要看到双彩虹，空气里的 水滴大小 是关键。空气里水滴的大小，决定了彩虹的 色彩鲜艳程度 。空气中的水滴大，彩虹就鲜艳；水滴小，彩虹颜色就淡。

因此，想要看见双彩虹，空气中的雨滴需要较大，保证霓的颜色足够鲜艳，才可以被肉眼看到。

当具备了充足且大小适宜的雨滴或是水汽，我们只需要 背对着太阳 ，就可以看到到双彩虹啦！

彩虹竟然是圆环形的？

我们从地面上看彩虹是一个拱形，但实际上它是一个完整的圆环。

道理很简单，只要想象一下，你站在地球之外看地球的状态就可以了。

地球的表面是一个曲面，雨后空气中的水汽也会 按照地球的曲面分布 ，因此，身处地球之外看到的彩虹，应当是完整的圆环形状。这也是为什么从飞机上看到的彩虹，是完整的圆环形的原因。

一旦站在地球上，本来完整的彩虹便不再完整，这是因为另一半彩虹被地面挡住了。

换个角度看世界，你将拥有别人看不到的风景！

飞机上拍摄的圆环形彩虹 来源 | 百度

总结一下，双彩虹现象由光在水滴中的折射和反射形成，内圈称为虹，外圈称为霓。相比虹，霓的形成需要多经历一次反射，光的能量将受到更多的损失，也更不容易被肉眼看到。

所以，当我们看到耀眼的双彩虹时，确实是非常幸运的！