逆転層による太陽光の屈折

あれこれ

2026年1月16日の朝,冷え込みはそれほど強くありませんでしたが豊橋から渥美半島にかけてきれいな逆転層が現れました。そのため,日の出のときの太陽光を逆転層を透過して見ることができました。逆転層内での光の屈折率分布により,太陽の形が時々刻々変化したので紹介します。

逆転層

蒲郡から三河湾を見たときの逆転層の様子を下の写真に示します。時刻は日の出の10分ほど前です。弓張山地や蔵王山の標高が250mくらいなので,ざっと見積もって逆転層の厚さは150mくらいです。逆転層内には温度分布(地上付近の温度が低く,標高が高くなるほど温度が高い)があります。その結果,屈折率分布ができます。光の進む速さは屈折率により変化するので,屈折率に分布があると光が曲がり,そこを透過する光(太陽光)に影響を及ぼします。

2026年1月16日朝の三河湾の逆転層の様子

逆転層による太陽への影響

太陽の見え方を示します。6時59分44秒の写真で,赤く写っているところが逆転層に相当します。昇ってきた太陽は逆転層のところで饅頭のような形,あるいはオーストラリアのウルル(エアーズロック)のような形に見えます。
7時00分54秒から7時01分19秒まで,逆転層の上端付近が太陽の横幅が一番大きな部分となります。
7時01分08秒で太陽の下端部が地面と離れました。ここから,逆転層内に見える太陽の縦方向が一気に縮んでいきます。その後,太陽の下端部がフラットに近くなり,最後には丸みを取り戻します。

逆転層が太陽に及ぼす影響,その1
逆転層が太陽に及ぼす影響,その2

日の出の詳細

5秒間隔撮影した写真でタイムラプス動画を作成しました。カメラを手持ちで撮影していたので,コマごとの画角がずれていました。そこで,私がマニュアルで画角を調整し,カメラが一定の方向を向いているような動画にしてあります。これを見るとより詳細な様子が理解できると思います。

まとめ

ここ数日,奇跡的にいろいろなパターンで太陽が変形する現象を観察することができました。運がとてもよかったです。みなさんも機会があれば,日の出や日の入りを見てみたらいかがでしょうか?

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