お天気豆知識

No.101

2009.6　Categories光学現象

空の光の現象

（写真1）光冠（2004年7月下旬、横浜市都筑区）

　空の光の現象というとまず思い出すのは虹ですね。「ハロー（暈）、太陽柱」では太陽の周りにできる光学現象を紹介しました。雲などが関係した光学現象はこの他にもあります。
　（写真1）は巻積雲のコーナーにも載せましたが、虹色の光の環が映っています。‘光冠（こうかん）’といいます。英名は‘コロナ（Ｃorona）’です。この写真のように巻積雲を通して太陽や月を見るときにそれを取り囲むように虹色の環が現れるだけではなく、高積雲や高層雲を通して太陽を見るときにも現れます。月に対しても現れます。ところで、光は波の性質を持っています。波が物に当たるとその向こう側に回りこむ‘回折（かいせつ）’という現象が起こります。この現象は小さな水滴の雲粒で光が回折されたときに発生します。その部分の雲粒の大きさはそろっていて、雲粒が小さいほど大きなリングができます。そのリング大きさは、太陽や月を中心とした視角で5度以内です。

（写真2）彩雲（2009年2月中旬）

　（写真2）には雲の所々に色が薄い虹色の光が見えます。‘彩雲（さいうん）’といいます。‘慶雲（きょううん）’、‘瑞雲’などとも呼ばれていて、古くから良いことが起こる前兆とも言われていました。英語ではイリデセンス（Iridescence）、ギリシャ神話の虹の女神イリス（Iris）からきています。西洋でもこの現象を美しいと思われていて、このような名前が付いたのでしょう。この現象は雲のヘリの雲粒の消えかかっている部分にできます。この現象も巻積雲や高積雲の水滴の雲粒による回折現象です。そこでは部分的に見ると雲粒の大きさがそろっていますが、縁の部分全体で見ると雲粒の大きさがそろっていません。このため、不規則な虹色のような模様ができます。
　光冠、彩雲とも太陽の近くにできるので、見るときは太陽の強い光で眼を傷めないように注意してください。‘雲粒は水滴’と書きましたが、数千メートルの高さにある雲なので、０℃以下の水滴の雲、つまり過冷却水滴による雲粒です。
　層積雲などが集まって大きな塊になった雲の隙間から光が差し込むと（写真3）のように光の筋が見えます。（写真3）では差し込んだ光が海面で反射されてキラキラ輝いていて、スポットライトに照らされた舞台みたいですね。このような現象を‘御光’といいます。雲の向こう側にに太陽があると、その雲の高さの違いにより、太陽からの光がさえぎられるところと、上空に届くところができて、上空に向かって光の筋ができます。（写真4）は積乱雲の向こう側に沈んだ太陽が作った‘御光’です。

（写真3）下向き御光
（2003年11月下旬、沼津の海岸）

（写真4）上向きの御光
（2004年7月上旬、横浜市都筑区）

　空の光の現象で忘れてはいけないのが夕焼けや朝焼けですね。どちらも太陽高度が低いので、空気中を通過する光の距離が長くなります。その結果、波長の短い青系統の光は届かず、波長の長い赤系統の光だけが届きます。そのため照らされたものすべてを赤系統の色に染めてしまいます。
　（写真5）は2005年2月末に横浜市都筑区で撮影した夕焼けです。よく見ると右下に小さく光った２つの雲がありますが、これは飛行機雲です。その雲の長さは短く、発生してもすぐ消えていることから、上空の空気は乾燥しています。この日は冬とはいえ、移動性高気圧に覆われて穏やかな晴天になりました。写真下のほうがオレンジ色で上の方が青系で、その間はグラデーションになっています。空気中にたまったチリなどが赤く染まったのでしょう。
　（写真6）は2008年9月下旬に横浜市都筑区で撮影した夕焼けです。この日は前線が日本海から南下し、翌日には太平洋側に抜けて季節が一気に変わりました。南下してくる前線に向かって流れ込んだ下層の南寄りの空気の流れの中に山岳で波動ができ、たくさんの層積雲によるレンズ状の雲ができました。それらが夕日に照らされてオレンジ色に染まり、なんともいえぬ不思議な光景になりました。