気象学

幻日環:大気光学現象の解説

幻日環:大気光学現象の解説
幻日環(げんじつかん)は、太陽と同じ高度に現れる光の輪状の大気光学現象です。その発生メカニズムや氷晶による反射の仕組みについて解説します。

📌 主なポイント

  • 幻日環は氷晶表面での太陽光の反射によって生じる大気光学現象である。
  • 反射現象であるため、暈や幻日と異なり色がついて見えることはない。
  • 天頂を中心とした完全な輪として観測されることは稀であり、多くは太陽付近の弧として現れる。

幻日環(げんじつかん、英語: parhelic circle)とは、太陽を中心として天頂を囲むように現れる、水平な光の輪状の大気光学現象です。月で同様の現象が発生した場合は幻月環(げんげつかん)と呼ばれます。

発生メカニズム

幻日環は、大気中に浮遊する氷晶の表面で太陽光が反射することによって生じます。この現象は屈折によって生じる暈(かさ)や幻日とは異なり、反射現象であるため、虹のような分光(色づき)は見られず、白く見えるのが特徴です。

この現象は、雲の中に含まれる氷晶の向きが揃うことで発生します。具体的には、六角柱状や六角板状の氷晶が、空気抵抗や浮力の影響で地面に対して垂直な面を形成し、その面で太陽光が反射されることで、太陽と同じ高度に光の帯が形成されます。この反射の仕組みは、太陽柱(サンピラー)と共通しています。

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よくある質問

幻日環と幻日の違いは何ですか?
幻日は氷晶内での光の屈折によって生じ、虹色に見えることが多いのに対し、幻日環は氷晶表面での光の反射によって生じるため、白く見えるという違いがあります。
幻日環はどのように観測されますか?
天頂を中心とした完全な輪になることは非常に稀です。多くの場合、太陽の周囲に部分的な弧として観測され、暈や幻日などの他の大気光学現象と同時に見られることが一般的です。
「白虹貫日」とは何ですか?
中国の歴史書『史記』に記された現象で、白い虹が太陽を貫くように見える様子を指します。これは歴史的に幻日環を指しているという説があります。

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参考文献

気象庁「大気光学現象について」