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今年の夏は虹を見つけるぞ! 虹の出現する条件を太陽高度が42度というキーワードを中心にまとめてみました。


9月11日の17時45分に撮影した虹 太陽高度は4度程度



そろそろ虹が出現しやすい季節になってきました。
東京の場合は本格的に虹が出現しやすくなるのは7月以降かも知れませんが、ちょっと虹について調べてみたので書き残しておきます。

そもそも虹が見える条件って何でしょう?

手元にある本や気象に詳しい人に聞いたことからすると、虹は太陽の光が雨滴内で屈折反射をすることによって光が分解されたものが目に見えているとのこと。
条件としては太陽がある方角の反対側の方角に雨が降っていて、その雨や水蒸気に太陽光が水平に近い角度で差し込むことが必要だそうです。

まあ、このあたりまでは何となく多くの人が常識的に知っていることでしょうか。

虹が出来る方角としては、朝方は太陽が東にいますので虹は西側に出現し、夕方は太陽が西にいるので東側に出現することになります。


また、虹を語る上で外せないキーワードが「42度」という角度。
以前R25という情報誌で虹の特集が組まれていた時に天気相談所予報官の方が言われていた一文にも42度という角度が出てきます。


「虹は太陽光が空気中の水滴内で屈折・反射することによって生じます。光の性質を説明すると長くなりますが、地上で観測したいだけの話なら、太陽高度が水平線から42度以下の位置にあり、かつ観測者を挟んだ直線上の空に水滴があればOK。つまりは早朝か夕方の太陽を背にした方向が、雨上がりの状態です」(天気相談所予報官)R25より引用


この42度について、なぜ42度なのか?という点に関しては私も理解しきれていないので解説はしませんが、現象として42度の角度がどのように影響してくるのかはデカルト(1596~1650)が17世紀の時点でイラストで説明してくれていますので、そのイラストを引用してみます。



上のイラストは太陽の入射角度から約42度の位置に主虹が出現し、約51度の位置に副虹ができることを表したものです。

この太陽の角度と虹の出現する角度が結構重要だったりします。先ほど引用した予報官の言葉の中に「太陽高度が水平線から42度以下の位置にあるときに虹が出現する」という一文がありますが、これは太陽が42度よりも高くなると虹は地平線よりも下に出現することを意味しています。この図をみるとそれが理解できると思います。


ならば、にわか雨のような虹が出現しやすい条件があったとしても、太陽角度(時間帯)によっては虹が見えないことがあるということですよね。
反対に虹が見えやすい時間帯もあるということ。


というわけで、東京では虹が出現しやすいと言われる7月~9月の太陽高度を時間別に表にしてみました。
この表を見ると以前撮影した上の虹の写真は太陽高度が4度程度の時に出現したものだと分かります。

7月1日・東京

8月1日・東京

9月1日・東京

時間

太陽高度

時間

太陽高度

時間

太陽高度

5:00

4.79

5:00

1.24

5:00

-3.42

5:15

7.57

5:15

4.1

5:15

-0.44

5:30

10.4

5:30

6.99

5:30

2.57

5:45

13.26

5:45

9.92

5:45

5.59

6:00

16.15

6:00

12.87

6:00

8.62

6:15

19.08

6:15

15.85

6:15

11.67

6:30

22.03

6:30

18.85

6:30

14.71

6:45

25.01

6:45

21.87

6:45

17.76

7:00

28

7:00

24.9

7:00

20.8

7:15

31.01

7:15

27.94

7:15

23.83

7:30

34.04

7:30

30.98

7:30

26.84

7:45

37.08

7:45

34.03

7:45

29.84

8:00

40.12

8:00

37.07

8:00

32.8

8:15

43.16

8:15

40.11

8:15

35.73

8:30

46.21

8:30

43.13

8:30

38.61

8:45

49.25

8:45

46.12

8:45

41.44

9:00

52.27

9:00

49.09

9:00

44.2

9:15

55.28

9:15

52.02

9:15

46.87

9:30

58.25

9:30

54.9

9:30

49.44

9:45

61.18

9:45

57.7

9:45

51.88

10:00

64.05

10:00

60.41

10:00

54.17

10:15

66.83

10:15

62.99

10:15

56.27

10:30

69.48

10:30

65.39

10:30

58.14

10:45

71.93

10:45

67.57

10:45

59.74

11:00

74.1

11:00

69.45

11:00

61.02

11:15

75.85

11:15

70.92

11:15

61.94

11:30

77.02

11:30

71.91

11:30

62.47

11:45

77.42

11:45

72.31

11:45

62.57

12:00

77

12:00

72.1

12:00

62.25

12:15

75.82

12:15

71.29

12:15

61.51

12:30

74.06

12:30

69.96

12:30

60.39

12:45

71.88

12:45

68.19

12:45

58.94

13:00

69.42

13:00

66.1

13:00

57.19

13:15

66.77

13:15

63.76

13:15

55.2

13:30

63.99

13:30

61.23

13:30

53

13:45

61.12

13:45

58.56

13:45

50.63

14:00

58.19

14:00

55.78

14:00

48.11

14:15

55.21

14:15

52.93

14:15

45.49

14:30

52.21

14:30

50.02

14:30

42.77

14:45

49.18

14:45

47.06

14:45

39.97

15:00

46.14

15:00

44.07

15:00

37.11

15:15

43.1

15:15

41.05

15:15

34.21

15:30

40.05

15:30

38.02

15:30

31.26

15:45

37.01

15:45

34.98

15:45

28.28

16:00

33.97

16:00

31.93

16:00

25.27

16:15

30.95

16:15

28.89

16:15

22.25

16:30

27.94

16:30

25.85

16:30

19.21

16:45

24.94

16:45

22.81

16:45

16.17

17:00

21.97

17:00

19.79

17:00

13.12

17:15

19.01

17:15

16.79

17:15

10.08

17:30

16.09

17:30

13.8

17:30

7.04

17:45

13.19

17:45

10.84

17:45

4.01

18:00

10.33

18:00

7.9

18:00

1

18:15

7.51

18:15

5

18:15

-2(日没後)

18:30

4.73

18:30

2.13

18:30

-4.97(日没後)



この表を簡単に説明すると、

背景に色を載せている部分は太陽高度が42度以下の時間帯。
つまり気象条件さえあえば虹が出現する時間帯です。反対に色が塗られていない時間帯は気象条件が揃っていても太陽高度が高いために虹が出現しない時間帯です。

色分けしているのは虹が出現する方角の違いです。太字になっているのは太陽高度が20度以下の時間帯です。太陽の高度が低ければ低いほど虹が発生しやすいという話を参考に20度以下の角度になる時間帯を目立つように太字にしてみました。気象条件さえ揃えば非常に綺麗な虹が見えるはず!?

虹が西に出現する時間帯

太字になっているのは太陽高度が20度以下の時間帯

虹がに出現する時間帯



まあ時間帯が分かった所で、夕立やにわか雨は局地的に降るものですから、天気予報を見ても正確な時間帯や出現場所は予測しにくいでしょうが、東西のどちらに出現するのかと、出現しやすい時間帯が分かるだけでも少しは約に立つのではないでしょうか。


太陽高度だけで言えば冬の方が出現しやすいことになりますが、気象条件的には夏から秋にかけての方が見えやすい条件が揃うわけで、7月~9月だけにしか虹が出来るわけではありません。年中出現する可能性がありますから、私も虹が出そうな時は年中狙ってみようと思います。


以下は日中でも太陽高度が42度を超えない日を一覧にしてみました。
表内にある日付では昼間の日中でも太陽高度が42度より高くならないので一日中どの時間帯でも虹が出現する可能性があります。昼間の珍しい虹が捉えることが出来る日の一覧でもあります。ただし気象条件が揃えばの話ですが・・・。

日付(東京)

高度

日照時間

2013年1月1日

31.33

9.794

2013年1月2日

31.42

9.804

2013年1月3日

31.52

9.814

2013年1月4日

31.62

9.826

2013年1月5日

31.73

9.839

2013年1月6日

31.84

9.853

2013年1月7日

31.97

9.867

2013年1月8日

32.1

9.882

2013年1月9日

32.24

9.898

2013年1月10日

32.39

9.915

2013年1月11日

32.54

9.932

2013年1月12日

32.7

9.95

2013年1月13日

32.87

9.969

2013年1月14日

33.04

9.989

2013年1月15日

33.22

10.009

2013年1月16日

33.41

10.03

2013年1月17日

33.6

10.052

2013年1月18日

33.8

10.075

2013年1月19日

34.01

10.098

2013年1月20日

34.23

10.121

2013年1月21日

34.45

10.146

2013年1月22日

34.67

10.171

2013年1月23日

34.9

10.196

2013年1月24日

35.14

10.222

2013年1月25日

35.39

10.248

2013年1月26日

35.64

10.276

2013年1月27日

35.89

10.303

2013年1月28日

36.15

10.331

2013年1月29日

36.42

10.36

2013年1月30日

36.69

10.389

2013年1月31日

36.97

10.418

2013年2月1日

37.25

10.448

2013年2月2日

37.54

10.479

2013年2月3日

37.83

10.509

2013年2月4日

38.13

10.541

2013年2月5日

38.43

10.572

2013年2月6日

38.74

10.604

2013年2月7日

39.05

10.636

2013年2月8日

39.36

10.669

2013年2月9日

39.68

10.702

2013年2月10日

40

10.735

2013年2月11日

40.33

10.768

2013年2月12日

40.66

10.802

2013年2月13日

41

10.836

2013年2月14日

41.34

10.87

2013年2月15日

41.68

10.905

2013年10月26日

41.87

10.924

2013年10月27日

41.53

10.89

2013年10月28日

41.19

10.856

2013年10月29日

40.86

10.822

2013年10月30日

40.53

10.789

2013年10月31日

40.2

10.756

2013年11月1日

39.88

10.723

2013年11月2日

39.56

10.69

2013年11月3日

39.25

10.658

2013年11月4日

38.94

10.626

2013年11月5日

38.63

10.594

2013年11月6日

38.33

10.562

2013年11月7日

38.03

10.531

2013年11月8日

37.74

10.501

2013年11月9日

37.45

10.47

2013年11月10日

37.17

10.44

2013年11月11日

36.89

10.411

2013年11月12日

36.62

10.382

2013年11月13日

36.35

10.353

2013年11月14日

36.09

10.325

2013年11月15日

35.83

10.297

2013年11月16日

35.58

10.27

2013年11月17日

35.33

10.243

2013年11月18日

35.09

10.217

2013年11月19日

34.86

10.191

2013年11月20日

34.63

10.166

2013年11月21日

34.4

10.141

2013年11月22日

34.19

10.117

2013年11月23日

33.98

10.094

2013年11月24日

33.77

10.071

2013年11月25日

33.57

10.049

2013年11月26日

33.38

10.027

2013年11月27日

33.2

10.007

2013年11月28日

33.02

9.987

2013年11月29日

32.84

9.967

2013年11月30日

32.68

9.948

2013年12月1日

32.52

9.93

2013年12月2日

32.37

9.913

2013年12月3日

32.22

9.896

2013年12月4日

32.09

9.881

2013年12月5日

31.96

9.866

2013年12月6日

31.83

9.851

2013年12月7日

31.72

9.838

2013年12月8日

31.61

9.826

2013年12月9日

31.51

9.814

2013年12月10日

31.41

9.803

2013年12月11日

31.33

9.793

2013年12月12日

31.25

9.784

2013年12月13日

31.18

9.776

2013年12月14日

31.12

9.768

2013年12月15日

31.06

9.762

2013年12月16日

31.01

9.756

2013年12月17日

30.97

9.752

2013年12月18日

30.94

9.748

2013年12月19日

30.92

9.745

2013年12月20日

30.9

9.743

2013年12月21日

30.89

9.742

2013年12月22日

30.89

9.742

2013年12月23日

30.9

9.743

2013年12月24日

30.91

9.745

2013年12月25日

30.94

9.747

2013年12月26日

30.97

9.751

2013年12月27日

31.01

9.755

2013年12月28日

31.05

9.761

2013年12月29日

31.11

9.767

2013年12月30日

31.17

9.774

2013年12月31日

31.24

9.783



色々と長々と書きましたが、これからの時期の虹観測で少しでもお役に立てれば幸いです。






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