幻日環

幻日環是一種光學的暈像， 會以水平的白線出現在與太陽相同的高度上，月球偶爾也會出現這種暈像。如果是完整的，它會伸展成為一個與地面平行的一個圓，但更常見的是它只出現一部份^[2]。

在阿蒙森-斯科特南極站上看見的一個清晰的幻日環（水平線）。
照相：John Bortniak，美國國家海洋暨大氣總署（NOAA），1979年1月。

顯示在南極上空觀察到的暈像。照片中的特色是幾個截然不同的現象：一個幻日環（水平線），一個22度暈（圓）與兩個幻日（亮點），和一個上切線弧（英语：Upper and lower tangent arcs）。
照相：Cindy McFee，NOAA，1980年12月^[1]。

即使只是部份的幻日環，也不會像22度暈和幻日那麼常見。因為它們是由反射產生的，因此環通常是白色；然而，當出現120度的幻日時，它們可以呈現藍色或綠色的色調，並且在邊緣呈現紅色或深紫色^[3]。

幻日環是由幾乎與陽光垂直的六邊形冰晶反射形成。反射可以是外部（即沒有穿過冰晶），形成靠近太陽附近的幻日環；也可以是內部（晶體內的一次或多次反射），形成遠離太陽部分的幻日環。由於多次的反射會使折射變得不對稱，因此在遠離太陽的部分會分離且產生一些顏色^[4]。幻日則始終與幻日環對齊（但並不會總是與22度暈對齊）^{[來源請求]}。

幻日環的強度主要依據1-3-2和1-3-8-2射線決定（參見W.Tape的命名法，1是六邊形頂部的表面，2是底部的表面，3至8以逆時針方式依序表示各個側面。光線由它遇到冰晶表面的順序來表示）。較前面射線的路徑負責在其方位上的藍色暈點^[5]。

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

此處的${\displaystyle n}$是材料（冰晶）的折射指數（不是斜射光的布拉瓦折射指數）。但是，更多的特徵為幻日環的強度模式提供了結構^[6][7]。幻日環的特徵包括90度的利耶奎斯特幻日（英语：Liljequist parhelion）（可能無法觀測）、第二階的90度幻日（不能觀測）、22度幻日等等。

通過實驗的手段，例如使用旋轉的晶體，可以產生人造的幻日環。

相關條目

• 切弧（英语：Upper and lower tangent arcs）
• 環天頂弧
• 利耶奎斯特幻日（英语：Liljequist parhelion）

參考資料

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）.

外部連結

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