天空出現兩個太陽的幻日現象是怎麼形成的？

天空的雲層中飄浮著一些六角形柱狀的冰晶體。由於重力的作用，這些冰晶體有時會整齊地在空中垂直排列。當太陽光線照在這些整齊排列的六角形冰柱上時會發生規律的折射，其中一部分太陽光被折射到太陽的側面。人眼仍然以直接沿剛剛進入瞳孔的光線方向來判斷這些折射光發散頂點的位置，看起來該點存在另一個太陽。

傳說中曾有後羿射日，十個太陽齊上天空的現象僅僅是個傳說，是不可能出現的。可是，天上同時出現兩個太陽的奇觀卻可能出現，例如，2007年11月14日下午3時許，哈爾濱的天空中就同時出現了兩個太陽。其原理是什麼呢？

我們把出現兩個太陽的景象稱作“幻日”。“幻日”其實是大氣的一種光學現象。在天空的半透明薄雲中，飄浮著一些六角形柱狀的冰晶體。由於重力的作用，這些冰晶體有時會整齊地在空中垂直排列。當太陽光線照在這些整齊排列的六角形冰柱上時，就會發生非常規律的折射。其中有一部分太陽光被折射到太陽的側面。人的眼睛看到這些被折射到太陽側面的光線，仍然以直接沿剛剛進入瞳孔的光線方向來判斷這些折射光發散頂點的位置，所以認為在該點存在另外一個太陽。其實這只是太陽的虛像。隨著太陽越升越高，通過冰晶柱的光線也會越來越遠離地平線，偏折的角度也會越來越大，因此會看到太陽兩側的幻日遠離中心的太陽，但與太陽卻始終保持相同的高度。還有一個奇觀，那就是幻日靠近太陽的一側是紅色的，遠離太陽的一側卻是藍紫色的，這一奇觀是由太陽光在冰晶體中的色散造成的。

幻日是極為罕見的景象，這是因為幻日的出現必須有特殊的氣候條件。

首先，要有云，而且雲層的位置要高，雲中要有大量的水氣，溫度要低（零下30℃以下）才能形成冰晶；其次，雲層要薄，透光率要好，這樣太陽光才能被折射出來；第三，太陽與冰晶及觀察者之間的角度要正好，這點很重要，也很苛刻，因為稍微偏一點都看不到。因此，能夠看到“幻日”這種大氣光學現象，確實不是一件容易的事。

“幻日”現象出現的時間一般是早晨5時30分至6時之間，或者上午9時左右，傍晚也會出現。但正午一般不會出現，因為正午太陽是直射，不滿足折射的條件。而且中午的太陽光線非常強烈，即便出現幻日現象，肉眼也觀測不到。

其實，很多地方都出現過幻日現象，出現幻日的大小、明暗和多少，和高空小冰柱的分佈情況有關。幻日現象持續的時間一般都很短，長則幾十分鐘，短則幾分鐘。這是因為空中的雲移動得比較快，雲一走，下一塊雲的組成不一樣，幻日也就消失了，因此我們也就看不到幻日了。

除地球之外，在太陽系其他星球上也會出現幻日現象。在火星上，冰晶柱有的是由小水滴凝結而成，有的是由固態二氧化碳，即乾冰構成。在木星、土星、天王星和海王星這些本身由氣體構成的星球上，冰晶柱是由甲烷、氨氣及其他氣體結晶構成的，它們也會折射太陽光，形成幻日現象，有時甚至比地球上的更為壯觀，在太陽的兩側會形成四個，甚至更多個幻日。