One Ring

背景与渊源

尽管22°晕是最常见的晕类之一，但形成该现象的冰晶形状与取向仍存在争议。通常认为六边形随机取向柱状晶是最可能的成因，但这一解释存在问题——例如这类晶体的空气动力学特性使其趋向水平而非随机取向。其他解释包括子弹形冰柱簇的参与。当光线穿过六边形冰棱镜的60°顶角时会发生两次偏折，偏折角范围在22°至50°之间。当折射率n=1.309时，最小偏折角接近22°（入射角θ=40.88°时约为21.76°）。更精确而言，平均最小偏折角为21.84°（n=1.31）；红光（n=1.306）为21.54°，蓝光（n=1.317）为22.37°。这种波长依赖性折射差异导致光环内缘偏红、外缘偏蓝。云层中的冰晶均以相似方式偏折光线，但只有特定22°环上的冰晶才能对固定距离的观测者产生效果。由于小于22°的偏折角无光线折射，晕环内部天空更为暗淡。

其自身的故事

民间传说中，月晕预示着风暴将至。与其他冰晕类似，22°晕出现在薄卷云或卷层云覆盖天空时，这类云层常在大规模风暴锋面前数日出现。但相同云层也可能在无天气变化时出现，因此22°晕并非可靠的坏天气征兆。

阅读指南

另一种导致日/月环的现象——常与22°晕混淆——是日/月华。与22°晕不同，日/月华由水滴而非冰晶形成，且更小、色彩更丰富。要理解22°晕的形成，需考虑所有来自日/月的光线平行射向观测者。六边形水晶体可呈现任意取向，但分析出射光线角度时，超过30°的旋转角度可忽略。对于所有垂直入射光线，只需考虑入射角在30°至60°范围内、作用于六边形晶体一边的光线——这些光线才能到达观测者。在此入射角范围内，可求出出射光线与垂直方向的夹角（即观测者视角夹角）。出射光线角度由公式θ = sin⁻¹[n sin(π/3 - sin⁻¹(sin(π/3 - α)/n))] - α计算得出。对于大多数旋转角度，红光的平均出射角约为22°，蓝光略高。

你知道吗？

• 22°晕是最常见的晕类之一，但形成该现象的冰晶形状与取向仍存在争议。
• 22°晕的平均最小偏折角为21.84°，红光偏折21.54°，蓝光偏折22.37°。
• 由于波长依赖性折射差异，22°晕内缘偏红、外缘偏蓝。
• 小于22°的偏折角无光线折射，因此晕环内部天空更为暗淡。
• 日/月华是另一种产生日/月环的现象，但由水滴而非冰晶形成，且更小、色彩更丰富。