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江波山気象館 メールマガジン
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2014年 5月号
メールマガジン版江波山気象館情報しおかぜ

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広島市江波山気象館から
気象に関するさまざまな情報をお届けします。
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空を彩る光のおはなし
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 5月4日、江波山気象館にこんな問い合わせがありました。「水平な虹のようなも
のが見えているのだけれど、これはいったい何ですか?」このとき実際に見えていた
ものは環水平アーク(水平環・環水平弧)というもので、直線の虹のように見える光
学現象です。太陽に巻層雲がかかっているときに見え、綺麗なときには上から赤、橙
、黄・・・という順に七色の虹色に見えます。この日には広島県東部や東京・大阪な
どでも環水平アークが観測できたようです。
 空に広がる光学現象には様々な種類があります。一番身近なのは虹ですね。雨が降
った後、太陽の光が空気中に漂う小さな水滴に当たると、光が屈折・反射して七色に
見えます。環水平アークも虹と同じように太陽の光が屈折した光です。虹と環水平ア
ークでは異なる点がいくつかあり、一つは光を屈折させているのが水滴ではなく氷の
結晶(氷晶)だということです。そしてもう一つは、虹は光が水滴で反射するため、
太陽と反対の方角に出来るのに対して、環水平アークは氷晶の中を屈折して通り抜け
るため、太陽と同じ方角に見えるという点です。
 高層の大気は気温がとても低いため、たくさんの氷晶が浮かんでおり、時には雲に
なります。氷晶は六角柱の形をしており、その結晶の成長度合いによって細長いもの
と平べったいものがあるため、光の屈折の仕方は多岐にわたります。そのため、環水
平アーク以外にも様々な光学現象が起こります。
 環水平アークは太陽高度が58°以上の時に生じます。空の高い位置から平べったい
氷晶の中で光が屈折して、空の比較的低い場所に水平に現れるのです。太陽高度が高
くないと見ることができないので、春〜夏の南中時刻頃に観測できることが多いよう
です。ほとんど同じ仕組みの現象に環天頂アークというものがあります。これは太陽
高度が32°以下の時に生じて、空の低い位置から光が屈折して空高い位置に現れます
。仕組みはほとんど同じですが、環天頂アークは逆虹とも呼ばれ、下に凹んだ弧を描
いて赤が外側に、紫が内側になるように虹色に見えます。こちらは日の出の後と日の
入の前の数時間であれば一年を通して起こります。
 よく環水平アークと混同される光学現象に彩雲と言うものがあります。普段白色を
している雲が様々な色彩を帯びるものです。雲の中でも部分ごとに水滴の大きさが揃
っているときに、それによって光が回折して生じます。特に、雲が消えかかって水蒸
気が蒸発しつつある場合には、水滴の粒が揃いやすいため色づきやすいです。
 他にもたくさんの光学現象がありますが、いずれにしてもあまり頻繁にみられるも
のではありません。低層の雲に隠されたり、すぐに消えてしまったりすることもあり
ますので、見つけたときはラッキーと楽しんで見てみてください。