虹の輪は二時頃消失した！

連休最終日の五月六日、長崎で珍しい気象現象が観測されたのだ。
それは「暈（かさ）」と呼ばれるもので、太陽の回りに虹色の光の輪が見えるというもの。
薄い雲が太陽を覆っている時に、雲の中の微小な氷の結晶がプリズムの役割を果たし、太陽光を屈折させるために起こる現象なんだって。
光は波長ごとに屈折率が異なるので、色が分かれて見えるようになるのだ。

暈が観測されるには、対流圏上層（地表から10km前後上空）に、巻層雲（白いベール状の薄い雲）、巻積雲（いわゆる、うろこ雲）、巻雲（細い雲が筋状に集まった雲）があることが条件。
これらの雲の中には細かい氷晶が多く含まれているんだって。
しかも、粒状に成長しておらず、きれいな六角柱状の結晶構造になっているので、光が側面又は底面から入射すると、中で屈折させて決まった方向から出てくることになるのだ。
すなわち、小さな天然のプリズムがたくさん並んだ中を光が通過するようなイメージになるわけ。
側面から入って別の側面から出てくる光による「内暈（ないうん）」というのが比較的よく観測されるもので、底面から入って側面から出る光による「外暈（がいうん）」というのもまれにあるそうなのだ。

それぞれ、22度或いは46度屈折して光が出てくるんだけど、屈折する度合いによってどれだけ太陽の外側に我ができるかが決まるのだ。
「視半径」と呼ばれるもので、太陽は点ではなく、見かけ上の大きさを持っていて、それが天球上の角度でどれくらいの大きさに相当するかを表すのが視半径という概念。
なんで角度で表すかというと、高度が高いところで太陽を見ると、それだけ太陽までの距離が短くなるので見かけ上の大きさも大きくなってしまうので、直接的な長さの単位で表現すると都合が悪いのだ。
そこで、天球上の「弧」の大きさとしてとらえた場合に角度として何度分というのを使うわけ。
こうすると、太陽との距離を気にせずに見かけ上の大きさを表すことが可能なのだ！
ちなみに、一般に太陽の見かけ上の大きさは、直径で0.53度（32分）と言われているので、22度の場合はこの40倍の直径の輪になって見え、46度の場合は90倍弱の直径の輪になって見えるという計算になるよ。
さらにちなみに、この「暈」は太陽だけじゃなくて、月に対しても発生することがあって、太陽の暈を「日暈（にちうん）」、月の暈を「月暈（げつうん）」と呼ぶそうだよ。

雲の中の小さな氷の結晶が太陽光を屈折し、分光すると「暈」になるわけだけど、大気中の細かな水滴が太陽光を屈折・分光して発生するのが「虹」。
虹の場合、水滴に入射した太陽光は水滴の中でまず屈折され、次いで水滴から出ようとする光の一部が中で反射されて、それがまた屈折して出て行く光が観測されたものなのだ。
なので、見かけ上は、観察者から見て、太陽と正反対の方向（これを「対日点」というのだ。）を中心とした輪になって見えるんだ。
でも、観測者から見て対日点は地平線の下に位置するので、虹は輪になって見えることはなく、半円状・弧状に見えるというわけ。
虹を構成している非変わりは実際には輪になっているんだよ。

虹の場合、水滴の中で一回だけ反射された光が出てくる主虹と、二回反射されて出てくる副虹があるんだけど、副虹は光の量も少ないので、通常は観測しづらいのだ。
副虹が見える場合は、主虹の内側に見えるよ。
副虹は二回反射されたものであるため、虹色が逆転していて、通常見ている虹（主虹）は外側が青くて中が赤いんだけど、副虹は外側が赤くて内側が青いのだ。
さらに、月光による月虹というのもあるんだけど、もともとの明るさが暗いので、現代の都会ではまず見えないのだ。

虹にしても暈にしても、連続光である太陽光をスペクトル分解しているので、基本的には色のグラデーションも連続的なんだけど、一般には「赤・橙・黄・緑・青・藍・紫」の７色ととらえているのだ。
連続的に色が変化しているというよりはその方がわかりやすいからね（笑）
ちなみに、英国では伝統的に虹は５色だと考えられていたらしいんだけど、近代物理学の父・ニュートンさんが神聖な数字である７に結びつけたのだ。
もちろん、ニュートンさんは色が連続的に変化していることは承知の上でだよ。
これが日本に広まって、日本では７色が一般的になったみたい。
でも、もともとの英国では蚊なら次子も７色とは思われていなくて、５色だったり、６色ととらえられていることもあるみたい。
ここまで統一感がしっかりと醸成される日本の学校教育は立派だねぇ。