光柱是一種大氣光學現象,展現為光源向上或向下延伸的垂直光束。此現象由懸浮於大氣層的微小冰晶反射的光所造成,冰晶有可能存在於高海拔的雲中(像是卷層雲或是卷雲)。當光來自太陽(通常在接近地平線,甚至低於地平線)的情況下,這種現象被稱為日柱。光源也可以是月球或是地面物,如街燈。
光柱形成原因示意圖
因為光柱是由光經冰晶反射形成,故可視為一種暈。造成光柱的晶體通常為六角形的平板狀,在空氣中下降時會傾向於板面朝上。每片雪花就像是小鏡子,反射其下位置適當的光源(見右圖),雪花片在空中不同高度的散佈,使得反射光呈垂直柱狀。晶體越大、數量越多,則光柱就越明顯。柱狀晶體也可能造成光柱,但較為罕見。[1]在很寒冷的天氣,冰晶可懸浮在地表附近,稱之為鑽石塵。[2]
與一般光束不同,光柱並不是位於光源的正上方或正下方,其垂直柱狀為一種冰晶集體反射造成的視錯覺,只是因為位於同一垂直面的冰晶,會將光線反射至觀察者(見右圖)。這有點像是在觀察水體上的光源時,水面上的漣漪會將光線反射到不同方向,但那些會將光線反射到觀察者眼中的漣漪,會形成一條指向光源的明亮線條。[3]
- ^ Sun pillars from column crystals. www.atoptics.co.uk. [2022-10-05]. (原始內容存檔於2019-01-05).
- ^ APOD: 2013 December 18 – Light Pillars over Finland. apod.nasa.gov. [2022-10-05]. (原始內容存檔於2015-03-12).
- ^ Light Pillars. www.atoptics.co.uk. [2022-10-05]. (原始內容存檔於2019-02-04).