选自《博物》2014年12月刊 撰文/张超  摄影/张超 等

    2014年11月3日，澳大利亚南部小镇旺萨吉上空出现了奇异景观：天空中的云层出现了一个漏洞，洞里竟然浮现出绚烂的七色“彩虹”。“天空之门打开了！”“时光穿梭机启动吧！”“UFO要降临了吗？”“地球的‘结界’破了！”这一奇景一度为人们热议，继而对这一景观的各种满怀科学术语的解释也纷纷出炉。这个有“彩虹”的大空洞，到底是如何形成的呢？

   云洞=过冷液滴 扰动

    白云连成片铺满了天空，云中间漏了一个洞，洞中的云彩形如贝壳，“贝壳”上一道“彩虹”珠光闪耀……纵使是常年观测云与大气现象的科研人员和爱好者，看到此景，也会大惊失色：为什么这么多罕见的现象混在一起了呢？云洞、雪幡、环地平弧……混搭出现可是百年不遇呀！

    据澳大利亚的目击者称，最初注意到天空，是因为云层漏了一个大洞。这种“云洞”现象，上溯到百年之前还是极其罕见的，几乎没有比较久远的资料对此进行记述和描绘。倒是近些年来，人们偶尔可以观察到并拍摄照片。虽然对于云洞的成因，尚无十分确凿的解释，但有些科学家认为，近年来云洞增多，是因为飞机飞得太多了！

    当飞机穿过高空“成层”的云时，会对云体产生扰动。云中原本存在一些“过冷液滴”，它是液态的水滴，温度却在零下20℃甚至更低。当原本平稳的液滴群中出现扰动，就会使液滴凝结成冰晶，并带动周围的液滴一起凝结。冰晶自身的重量加大，便从云层飘落，云层中扰动位置附近，就变成了一个大窟窿。（关于云洞成因详见《博物》2012年8月号。）

http://ww2/large/473b15c3jw1emweiuilejj20b40godgf.jpg【云洞】

http://ww3/large/473b15c3jw1emwejs2x6tj21kw0w07o5.jpg【环地平弧】

环地平弧≠彩虹

    虽然云洞间或可见（特别是在靠近飞机场的地区），但洞里头带着“彩虹”却几乎难以见到。澳大利亚出现的奇景，也曾被怀疑是有人故意后期将两幅不同的照片合成在一起的：一幅云洞，一幅彩虹。可是问题在于，云洞里的七彩颜色，根本不是彩虹。

    首先是弯曲的方向，彩虹是向着红色一方凸起，而云洞里的七色彩带近乎平展，稍向红色一方凹陷。其次是发生的时间，奇景出现在上午11点左右，从图片中地面上景物的影子也可以大致推断出，时间应当接近正午。让我们仔细想想彩虹出现的位置——从观测者来看，通常彩虹出现在背离太阳的一面，太阳、观测者、彩虹圆弧的圆心可以连成一线。如果云洞里是彩虹，那么此刻太阳的位置……应当在地底下了。

    不是彩虹，还能是什么呢？综合各方面因素推测，云洞中的色彩应当是一种叫做“环地平弧”的大气现象。虽然颜色和彩虹相似，但成因却不相同：彩虹是由水滴反射阳光形成的，而环地平弧是冰晶将日光折射后形成的。

http://ww4/large/473b15c3jw1emwelaxvbwj21kw122ann.jpg【雨幡与彩虹】

幡状云=雨滴或冰晶

制造环地平弧的冰晶从哪来的？还记得云洞的成因吧，过冷液滴遇到扰动，纷纷变成冰晶坠落。没错，就是这些冰晶，下落时形成丝缕状的云体，仿佛云洞里生有许多胡子，这种胡子状的结构就是“幡状云”。幡状云除了出现在云洞中，也可附着于其他“母体云”下方（详见《博物》2012年3月号）。至于澳大利亚的奇景，有人在解释时搬出了“雨幡洞云”的说法，却并不十分妥当。

幡状云既有可能由雨滴组成，也有可能由冰晶组成，雨滴形成雨幡，冰晶形成雪幡，虽然都是挂在主体云下的“胡子”，质地却不相同。区分雨幡与雪幡，只需要一缕阳光来帮忙就好。如果是雨幡，顺着光照的方向（背向太阳）看去，幡状云上会挂起弧形的彩虹。如果是雪幡，当阳光恰好呈一定角度时，也会因冰晶折射而呈现出色彩。环地平弧相对较少见些，通常出现在幡状云上的折射景观，只有一团以红黄为主的彩色斑点——它属于“幻日”现象。

    这次在澳大利亚的天空中，云洞、雪幡、环地平弧三种独特的大气同时出现，确实可谓难得一见的奇观。

（责任编辑王辰）