幻日环

幻日环是一种光学的晕像， 会以水平的白线出现在与太阳相同的高度上，月球偶尔也会出现这种晕像。如果是完整的，它会伸展成为一个与地面平行的一个圆，但更常见的是它只出现一部分^[2]。

在阿蒙森-斯科特南极站上看见的一个清晰的幻日环（水平线）。
照相：John Bortniak，美国国家海洋暨大气总署（NOAA），1979年1月。

显示在南极上空观察到的晕像。照片中的特色是几个截然不同的现象：一个幻日环（水平线），一个22度晕（圆）与两个幻日（亮点），和一个上切线弧（英语：Upper and lower tangent arcs）。
照相：Cindy McFee，NOAA，1980年12月^[1]。

即使只是部分的幻日环，也不会像22度晕和幻日那么常见。因为它们是由反射产生的，因此环通常是白色；然而，当出现120度的幻日时，它们可以呈现蓝色或绿色的色调，并且在边缘呈现红色或深紫色^[3]。

幻日环是由几乎与阳光垂直的六边形冰晶反射形成。反射可以是外部（即没有穿过冰晶），形成靠近太阳附近的幻日环；也可以是内部（晶体内的一次或多次反射），形成远离太阳部分的幻日环。由于多次的反射会使折射变得不对称，因此在远离太阳的部分会分离且产生一些颜色^[4]。幻日则始终与幻日环对齐（但并不会总是与22度晕对齐）^{[来源请求]}。

幻日环的强度主要依据1-3-2和1-3-8-2射线决定（参见W.Tape的命名法，1是六边形顶部的表面，2是底部的表面，3至8以逆时针方式依序表示各个侧面。光线由它遇到冰晶表面的顺序来表示）。较前面射线的路径负责在其方位上的蓝色晕点^[5]。

${\displaystyle \theta _{{\mathfrak {1}}{\mathfrak {3}}{\mathfrak {2}}}=2\arcsin \left(n\cos \left(\arcsin \left(1/n\right)\right)/\cos \left(e\right)\right)}$,

此处的${\displaystyle n}$是材料（冰晶）的折射指数（不是斜射光的布拉瓦折射指数）。但是，更多的特征为幻日环的强度模式提供了结构^[6][7]。幻日环的特征包括90度的利耶奎斯特幻日（英语：Liljequist parhelion）（可能无法观测）、第二阶的90度幻日（不能观测）、22度幻日等等。

通过实验的手段，例如使用旋转的晶体，可以产生人造的幻日环。

相关条目

• 切弧（英语：Upper and lower tangent arcs）
• 环天顶弧
• 利耶奎斯特幻日（英语：Liljequist parhelion）

参考资料

1. A magnificent halo. NOAA. 1980-12-21 [2007-04-14]. （原始内容存档于2006-12-13）.
2. Koby Harati. Parhelic Circle. Atmospheric Optics. [2007-04-15]. （原始内容存档于2007-04-28）.
3. Parhelic Circle. www.paraselene.de. [2009-02-01]. （原始内容存档于2011-07-19）. (including an excellent HaloSim simulation of a parhelic circle.)
4. Les Cowley. Parhelic Circle Formation. Atmospheric Optics. [2007-04-15]. （原始内容存档于2007-05-01）.
5. Sillanpää, M.; Moilanen, J.; Riikonen, M.; Pekkola, M. Blue spot on the parhelic circle. Applied Optics. 2001, 40: 5275–5279. Bibcode:2001ApOpt..40.5275S. doi:10.1364/ao.40.005275.
6. Selmke, M. Artificial Halos. American Journal of Physics. 2015, 83 (9): 751 [2020-01-08]. Bibcode:2015AmJPh..83..751S. doi:10.1119/1.4923458. （原始内容存档于2016-09-16）.
7. Borchardt, S.; Selmke, M. Intensity distribution of the parhelic circle and embedded parhelia at zero solar elevation: theory and experiments. Applied Optics. 2015, 54 (22): 6608–6615 [2020-01-08]. Bibcode:2015ApOpt..54.6608B. doi:10.1364/AO.54.006608. （原始内容存档于2020-04-20）.

外部链接

• Atmospheric Optics - Ice Halos （页面存档备份，存于互联网档案馆）