大気光学現象

大気光学現象：天空に描かれる光の芸術

大気光学現象は、太陽光や月光が大気中にある水滴、氷晶、あるいは大気そのものと相互作用することで生じる、美しい、そして時に不思議な光学現象の総称です。朝焼けや夕焼け、虹、蜃気楼といった誰もが一度は目にしたことのある現象から、暈（ハロ）、幻日、太陽柱といった、比較的珍しい現象まで、実に多様な現象が含まれます。

これらの現象は、光の反射、屈折、回折、散乱といった物理現象によって引き起こされます。光の波長や、水滴や氷晶の大きさ、形状、そして大気の状態など、様々な要因が複雑に絡み合い、それぞれの現象を作り出しています。そのため、大気光学現象の分類は、光の経路や氷晶の形などを目安にしていますが、複雑な現象や観測例が少ない現象については、分類が不正確な場合もあります。

大気そのものによる現象

大気そのものによって生じる現象としては、空の色、朝焼け、夕焼け、山頂光（アルペングロー）、ブルーモーメント、薄明、グリーンフラッシュ、大気光などが挙げられます。これらの現象は、大気の組成や密度、太陽高度などによって変化します。また、大気差（大気レンズ）と呼ばれる現象は、大気の高度による屈折率の違いにより、天体が実際よりも少し高く見える現象です。

さらに、蜃気楼も大気光学現象の一つです。上位蜃気楼では、対象物が実際より上に、下位蜃気楼では下に、側方蜃気楼では横に歪んで見えます。陽炎も、地表付近の空気の温度差によって起こる蜃気楼の一種です。

水滴による現象

水滴によって生じる現象としては、虹が代表的です。主虹（1次の虹）と副虹（2次の虹）、そしてそれらをつなぐアレキサンダーの暗帯、さらに反射虹や過剰虹（干渉虹）、白虹（赤虹、雲虹、霧虹）、月虹などが存在します。彩[[雲]]は、雲の中の氷晶や水滴による光の回折によって生じます。光冠（光環、コロナ、オーレオール）、ビショップの環、ブロッケン現象（光輪、グローリー）、薄明光線（光芒）、反薄明光線（裏後光）、ハイリゲンシャインなども水滴による現象です。稲田の後光も、水滴による光の屈折によって起こる現象です。

氷晶による現象

氷晶によって生じる現象は非常に多様です。暈（ハロ）は、太陽や月の周りに見える光の輪で、内暈（22度ハロ）や外暈（46度ハロ）などが知られています。また、太陽の周りに現れる幻日や、環天頂アーク、環水平アークなども、氷晶による屈折や反射によって生じます。太陽柱（サンピラー）、映日、太陽アークといった現象も、氷晶の反射や屈折によって生じるものです。

さらに、120度幻日、映環天頂アーク、映環水平アーク、映幻日、映幻日環、カーンアーク、映日アーク、向日、向日アーク、ウェーゲナーアーク、ヘースティングアーク、トリッカーアーク、グリーンラーアーク、対日アーク（映向日アーク）といった、より複雑な現象も知られています。また、ローウィッツアーク、46度接触アーク、モイラネンアークといった、機構が複雑な現象もあります。

氷晶によるが機構が不明な現象として、リリェクヴィストの幻日、リリェクヴィストの映幻日などが挙げられます。

その他の現象

氷雪による現象としては、シルバンシャイン（森林での光の再反射）、氷映（雪原や氷河の反射光が雲に映る現象）などがあります。

大気光学現象は、その美しさだけでなく、大気の状態を知る上で重要な手がかりとなります。これからも、様々な研究によって、さらに多くの現象が解明され、私たちの天空観測を豊かにしてくれるでしょう。

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