在新疆昭蘇，做“追彩虹的人”

彩虹自古以來(lái)是美好的象征。彩虹是天氣現(xiàn)象虹和霓的總稱(chēng)，虹是太陽(yáng)光照到水滴上，經(jīng)折射、分光、全反射、再折射回來(lái)的外紅內(nèi)紫的圓形光帶，出現(xiàn)虹的最大太陽(yáng)高度角42°22′，太陽(yáng)高度角越小，彩虹越大越高；雨滴越大，彩虹越亮。霓則是太陽(yáng)光照到水滴上，經(jīng)過(guò)折射、分光、全反射、全反射、再折射回來(lái)的外紫內(nèi)紅的圓形光帶，比虹暗，出現(xiàn)霓的最大太陽(yáng)高度角為50°24′。

我國(guó)殷代甲骨文里有虹的記載，寫(xiě)成“＝”。唐代孔穎達(dá)在《禮記注疏?月令》寫(xiě)道：“若云薄漏日，日照雨漏則虹生。”粗略揭示了虹的成因。在歐洲，英國(guó)科學(xué)家羅吉爾?培根最早指出，虹霓是太陽(yáng)光照射空中的雨滴發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。后來(lái)，牛頓以玻璃棱鏡將太陽(yáng)光散射成彩色，發(fā)現(xiàn)了彩虹光學(xué)原理。

由于熱力作用，西方日頭東方降雨，偏東方向易形成彩虹。反之，東方日頭西方降雨，西方形成彩虹少見(jiàn)，原因是早上西方出現(xiàn)對(duì)流，通常有較強(qiáng)典型冷鋒系統(tǒng)東移，可視天空位于上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，東方較少露出藍(lán)天和太陽(yáng)。下午出現(xiàn)彩虹多、早上少，中午太陽(yáng)高度角＞42°，不能形成可視彩虹。

雷暴降雨決定了彩虹出現(xiàn)的概率。昭蘇是新疆唯一一個(gè)沒(méi)有荒漠的縣，對(duì)流天氣頻發(fā)，也是全疆雷暴冰雹發(fā)生最多的地區(qū)。昭蘇縣位于海拔2000米左右天山山區(qū)，緯度43°N左右。夏季山區(qū)東西兩側(cè)有兩個(gè)進(jìn)氣流的山口，兩個(gè)方向的弱冷空氣常在昭蘇匯合，造成對(duì)流性天氣異常偏多。雷暴降雨大部分出現(xiàn)在夏半年午后到傍晚，緯度越高的地方，太陽(yáng)高度角越低，形成彩虹越多，山區(qū)出現(xiàn)彩虹多于平原。

彩虹常出現(xiàn)在強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)產(chǎn)生的短時(shí)強(qiáng)降水后，即某地處在槽前冷空氣控制區(qū)，或處在強(qiáng)鋒區(qū)帶上，不斷有冷空氣南下，就易形成強(qiáng)對(duì)流和短時(shí)強(qiáng)降水從而可能出現(xiàn)彩虹。在昭蘇，當(dāng)里、咸海脊維持，強(qiáng)鋒區(qū)帶上有波動(dòng)?xùn)|移，或中亞地區(qū)維持低渦，里、咸海長(zhǎng)脊，引導(dǎo)冷空氣南下時(shí)，就易形成強(qiáng)對(duì)流天氣，產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水，形成彩虹。

今年86歲的趙錫章對(duì)昭蘇彩虹至今難以釋?xiě)眩?963年夏季剛到昭蘇縣氣象局工作，第一次偶遇彩虹驚嘆不已，工作久了發(fā)現(xiàn)彩虹是這里的家常便飯。

遺憾的是，由于彩虹不屬于氣象部門(mén)觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范里的觀測(cè)項(xiàng)目，在歷史檔案里沒(méi)有找到關(guān)于彩虹出現(xiàn)的相關(guān)記錄。當(dāng)?shù)貙⒁曇伴_(kāi)闊的昭蘇國(guó)家基本氣象站作為虹霓觀測(cè)點(diǎn)，將縣燈塔牧場(chǎng)、草原石人風(fēng)景區(qū)作為輔助觀測(cè)點(diǎn)，還通過(guò)21個(gè)區(qū)域氣象站采集彩虹數(shù)據(jù)；制定了全國(guó)首個(gè)《虹霓裳觀測(cè)規(guī)范（試行）》，2023年作為地方性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，將于8月17日實(shí)施。

當(dāng)?shù)刈?017年5月開(kāi)展觀測(cè)彩虹觀測(cè)，已形成6年定點(diǎn)觀測(cè)資料。這些資料來(lái)之不易：一方面不像降水、氣溫、雷電等可被觀測(cè)儀器直接記錄，目前只能通過(guò)觀測(cè)員爬到山頂、塔架上人工觀測(cè)，且經(jīng)受風(fēng)吹雨淋；另一方面彩虹屬于小范圍氣象景觀，有時(shí)一道彩虹僅在5平方公里內(nèi)看到，時(shí)間短暫，觀測(cè)員驅(qū)車(chē)追彩虹也常失望而歸，“捕捉”彩虹成為難題。為此，縣委宣傳部鼓勵(lì)各族群眾加入拍攝和回傳工作，“全民追虹”活動(dòng)豐富了彩虹觀測(cè)數(shù)據(jù)。

依據(jù)觀測(cè)記錄，當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)發(fā)現(xiàn)彩虹集中出現(xiàn)在5-8月，數(shù)量占全年90%，其中7月最多，多在21時(shí)后，最常出現(xiàn)在夏塔、軍馬場(chǎng)、燈塔牧場(chǎng)、喀夏加爾鎮(zhèn)等地，基本是降雨云團(tuán)移動(dòng)路徑，從西南到東北連成一線。

調(diào)查全國(guó)2381個(gè)國(guó)家氣象站1981年至2010年30年歷史氣象資料，重點(diǎn)普查5-9月雷暴日數(shù)、冰雹日數(shù)、≥0.1毫米的降水日數(shù)、降水量、日照時(shí)數(shù)等，發(fā)現(xiàn)昭蘇縣出現(xiàn)彩虹氣象條件均高于全國(guó)其它地方，且滿足出雙彩虹的最好條件。

通過(guò)太陽(yáng)高度角、雷暴日數(shù)、空氣潔凈度等數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷出昭蘇是目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)彩虹頻率最高、次數(shù)最多的地方，2019年12月24日昭蘇縣被中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心授予“中國(guó)彩虹之都”稱(chēng)號(hào)，成為全國(guó)唯一獲此項(xiàng)殊榮的地方。

雷陣雨屬于中小尺度的天氣系統(tǒng)，局地性強(qiáng)、時(shí)間短、演變速度快，預(yù)報(bào)難度大。夏季午后雷陣雨天氣常伴隨彩虹出現(xiàn)，彩虹預(yù)報(bào)須建立在雷陣雨預(yù)報(bào)基礎(chǔ)之上。

“捕捉”雷陣雨天氣是“捕捉”彩虹天氣的關(guān)鍵點(diǎn)。短時(shí)天氣預(yù)報(bào)主要手段依賴于數(shù)值預(yù)報(bào)模式，尤其是中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)模式，還需關(guān)注天氣雷達(dá)、氣象衛(wèi)星、地面氣象站等信息，掌握高空大氣環(huán)流的細(xì)微變化。

2018年，彩虹預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)成立，在全國(guó)首個(gè)彩虹數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上形成預(yù)報(bào)技術(shù)路線。通過(guò)數(shù)值預(yù)報(bào)模式掌握大氣環(huán)流背景，關(guān)注夏季對(duì)流性天氣的發(fā)生、發(fā)展、演變。判斷未來(lái)三天內(nèi)可能出現(xiàn)對(duì)流性天氣時(shí)，關(guān)注天氣影響系統(tǒng)變化發(fā)展。根據(jù)彩虹形成的天氣條件和地形地理?xiàng)l件及歷史資料普查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)天氣雷達(dá)和衛(wèi)星云圖判斷強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)最容易發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算昭蘇夏季的太陽(yáng)高度角，確定每天＜42°角具體時(shí)間。用彩虹數(shù)據(jù)分析與天氣影響系統(tǒng)的相關(guān)關(guān)系凝練指標(biāo)，做出彩虹出現(xiàn)時(shí)間和地點(diǎn)的概率預(yù)報(bào)。

2019年7月5日，微信公眾號(hào)“昭蘇天氣”發(fā)布彩虹預(yù)報(bào)，打造“可以追的彩虹”名片。昭蘇借此深化全域旅游，在改善民生、助力脫貧攻堅(jiān)中釋放更多能量。