火彩虹是一种不是彩虹的罕见天象。（图片来源：Adobe Stock）
当天空出现一道横跨天际、色彩鲜明如火焰般燃烧的光带，许多人第一时间会联想到“火彩虹”。然而这种壮观景象既不是彩虹，也与火无关，它的正式名称是“环地平弧”（Circumhorizontal Arc）。近年来，北美多地陆续传出目击报告，让这种罕见的大气光学现象再次成为焦点。
俄亥俄州 燃烧的天空
2025年5月，美国俄亥俄州加里波利斯有居民在抬头时，看见一道长长的五彩光带直冲云层。拍摄者拉斯蒂·米滕多夫将照片分享给NBC4电视台，并在脸书写下“加里波利斯上空燃起火焰”。社群媒体上的留言从惊叹到幽默不一而足，有人联想到《星际争霸战：下一代》中的“枢纽”，也有人想起《回到未来》里飞行的德罗宁汽车。
对此，第四气象小组首席气象学家戴夫·马扎检视照片后说明，这是一层由冰晶组成的薄云层，阳光穿过这些冰晶折射，从而产生了彩虹效应。美国气象学会指出，这类“冰晕”最常出现在卷云或卷层云中，由阳光或月光穿过冰晶所形成。
加拿大弗农 夏季天空的锯齿光带
2025年7月2日星期三，加拿大弗农市上空也出现相似景象。有居民在社群平台分享照片，画面中的彩色光带横跨天空，嵌入云层之中，边缘呈锯齿状，与典型的弧形彩虹不同。
加拿大气象网报导指出，火彩虹（即环地平弧）在加拿大虽属罕见，但并非首次出现，其形成原因同样与高空卷云中的冰晶折射阳光有关。报导也提醒，尽管它有“火”的绰号，但是既非野火烟雾所致，也与雨后水滴形成的普通彩虹无关，而且往往只持续数分钟。
北卡罗来纳州 如天使羽翼的彩虹云
早在2015年8月，美国北卡罗来纳州天空曾出现形似天使翅膀的七彩云层，当地民众纷纷拍照并分享到Twitter与Instagram平台。这种被暱称为“火虹云”或“火彩虹”的现象，其学名正是“环水平弧”或“环地平弧”（Circumhorizontal Arc）。
报导指出，这种景象形成条件极为严苛，太阳必须位于高空，而且仰角至少达到58度，阳光需穿过含有大量六角形片状冰晶的卷云层，这些冰晶还必须呈水平排列，才能产生清晰的光谱色带。
环地平弧如何形成？
从科学角度看，环地平弧属于冰晕家族的一员，其形成机制为阳光射入高空中水平排列的扁平六角形冰晶，光线从垂直侧面进入，再由近乎水平的底面射出。由于入射面与出射面之间形成约90度的折射角，光谱颜色因此分离清晰。
完整的环地平弧呈现为一条巨大而鲜艳的光谱带，红色位于最上方，并与地平线平行，出现在太阳或月亮下方约46度的位置。若云层零散或不均匀，往往只能看到部分色带。虽然理论上月光也可形成环地平弧，但往往因为亮度不足而极为罕见。
为何罕见？与纬度有关
环地平弧的可见频率与纬度密切相关。在美国，夏季往往可观测到数次，但在北欧地区则较为少见。原因在于太阳仰角必须达到至少58度，这意味着在北纬55度以北或南纬55度以南地区，几乎无法看到太阳环地平弧。
以城市为例，伦敦一年中太阳高度超过58度的时数约140小时（约在5月中至7月下旬），而洛杉矶则从3月下旬到9月下旬累积约670小时，因此更容易观测。
与其他彩色云的差别
环地平弧常被误认为云的虹彩现象。两者差异在于环地平弧位置固定，始终位于太阳或月亮下方约46度，且色带水平排列、红色在上。虹彩现象则由衍射产生，色彩较柔和，分布沿着云层轮廓，位置较不固定。环地平弧色彩纯净、光谱分明，比普通彩虹更为鲜明。此外，幻日与环天顶弧也属冰晕家族，但位置明显不同，较易区分。
“火彩虹”这个名称的误导
“火彩虹”这个名称约于2006年前后开始流传，由于当它出现在零散卷云中时，色带可能呈现火焰般形状，因此得名。然而，它既不是彩虹，也与火无关。彩虹来自水滴反射与折射，而环地平弧来自冰晶折射，两者成因完全不同。
人工也能模拟？
有趣的是类似效果其实可以透过实验产生，早在1920年代便有人发现，只要将几乎装满水的圆柱玻璃杯置于桌边，以陡角照射光线，光线经水面二次折射后，会在墙上投射出色彩分明的双曲线形光带，折射效果与自然界六角形冰晶相似。
短暂却震撼的天空奇景
无论是在俄亥俄州加里波利斯、加拿大弗农市或2015年的北卡罗来纳州，目击者的第一反应几乎相同，惊叹、兴奋与分享。科学解释并未减损其壮丽，相反地，当我们理解这道“火焰彩带”其实是来自高空冰晶与阳光的精准几何折射，更能体会自然条件如何在瞬间组合成一幅色彩分明的天空画作。
下次当你在夏日午后抬头，或许只需几分钟，天空就可能为你展开一场罕见而短暂的光学奇迹。
