北京出现了三个太阳！
2020岁末，中华大地迎来罕见的寒潮天气，就在大家纠结于早上穿几条秋裤出门时，有细心的人突然发现北京东方的天空中出现了三个太阳！一时间吃不着瓜的群众奔走相告，“三个太阳”引爆互联网，有人说这是“三阳开泰”，还有人说“三阳”寓意“三羊”，是大吉之兆。
“三个太阳”
气象学家们摇摇头不说话。在2020年咱中华民族取得抗疫战役胜利、经济保持强劲增长、脱贫攻坚等一系列伟大成就，今年确实是足够辉煌的一年，但这“三个太阳”却与此无关，那不过是气象与时间的一个巧合罢了。
有人在网络上科普，说这是大气中的小冰晶折射了阳光，在我们眼中产生的一个幻象，太阳还是那个太阳，一左一右不过是太阳的光影，只要天气合适，你在哪儿都能看见。
“三个太阳”通常出现在地平线附近
小冰晶从哪儿来的？
明明天气良好，又没下雨，你说空气中有小冰晶，许多人是不相信的。空气中真有小冰晶吗？没错，这真的可以有。
在大气中有许多水蒸气，它实际上是一个一个的水分子。平时水分子们井水不犯河水，大家都在空气中自由自在地飘着，只有温度足够低、空气中水分子又足够多时，它们才会因为相互碰撞而结合在一起形成小水滴。小水滴足够小，相比于它的直径而言其表面积足够大，所以还是会悬浮在空气中，高处的水滴就是云，靠近地面的我们称为雾。
湖面的轻雾
高空的温度很低，当小云滴遇到空气中的微尘时它会凝结成小冰晶，同样在严冬来临时，接近地面的小水滴也会凝结成小冰晶。
水分子构成冰晶
水分子中两个氢-氧键的夹角是105°，当水分子凝结成冰时，它们之间会在氢键的作用下排列成六边形，并逐渐堆砌成小的六棱柱的形状。严冬寒冷的空气中充斥着这些大小仅20微米左右的小冰晶，由于它能折射和散射阳光发出闪亮的光彩，因此又被称为“钻石尘”。
冰晶的形成原理决定了它是六棱柱状
阳光的折射与散射
小冰晶在空气漂浮的过程中会发生缓慢沉降，大多数冰晶是扁平的，在下降时会保持水平下落的状态，也就是说它的两个端面会垂直于地心引力。
光线在进入到六棱柱后会在冰晶里发生一次折射，在从冰晶里射出来时又会发生第二次折射，射出的光线与入射光线的角度大致呈22°，当然，不同波长光的折射率也存在少许差异。
阳光在穿过冰晶后会偏转22°角
水平下落的冰晶对于解释“三个太阳”的现象很重要，因为当冰晶大多数处于水平状态时，阳光会照射到它的棱柱侧面，然后从另一个面向水平方向散射出来。
当太阳处于比较低的角度时，它的光芒会穿过漂浮在空气中的小冰晶再进入我们的眼帘，其中有一部分被冰晶向两旁折射，并且折射的角度是22°，于是我们会在太阳两侧各22°的位置看到太阳的幻影。从古罗马时起，西方许多国家将这种自然现象称作“太阳狗（Sundog）”。
我们会看到水平方向的两个幻象
奇妙的大气光学现象
从上面的介绍你就能够明白，当太阳处于比较低的位置，比如在寒冷清晨与黄昏，我们能够看到日出和日落时比较完美的“太阳狗”，因为太阳照射角度比较平、气流稳定、冰晶大多处在相对稳定的水平悬浮状态，向两旁散射的光会更强。
“太阳狗”会出现在比较低的位置
而当太阳升高、照射角度改变；在阳光的热能作用或其它原因造成空气对流；有一部分冰晶的角度被打乱，于是散射会发生在各个方向，于是我们会在以太阳为圆心大约22°角附近看到一个大大的光环。
气流扰动时的太阳光环
在南极洲和北极的极地地区，人们经常能看到“太阳狗”或太阳的其它光环现象，这主要是冷空气中经常散布着小颗粒的冰晶“钻石尘”，当阳光穿过这些冰晶时会向四周散射开来，从而形成各种光环，煞是好看！
太阳光环在南北极很常见
现在你应该明白了，北京的“三个太阳”实际上是寒潮空气中积聚的大量冰晶散射阳光引起的幻影，只要天气条件合适，它在别的地方也会出现。等你下次遇上，一定要记得拍下来哦！
