科學預測晚霞：抓住風光攝影的奇蹟時分

生活在帝都，一年為數不多的幾次火燒雲一定能在短短的十幾分鐘內刷爆大家的朋友圈。而此時如何才能千篇一律中脫穎而出？晚霞的提前預測就變得尤為重要。圖蟲小夥伴召麒就曾多次成功預測晚霞，如17年5月22日下午6:29，他便發出了晚霞預警。那天的晚霞19:30才開始紅，8分鐘後就燒遍全天，十幾分鐘之後就開始褪去。想像一下，如果沒有提前預測準備好的話，當奇蹟時分來臨，你或許只能手忙腳亂，等三腳架終於架好，晚霞也結束了而扼腕嘆息...

授人以魚不如授人以漁。

晚霞是怎樣預報的呢？今天就由召麒為大家詳細解說科學方法~

作者： @召麒 圖蟲ID：召麒

冗長版本原理（可以跳過）：

我們已經知道太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光混合而成的。這些顏色的光的波長不一樣，紅色光波最長，橙色光波其次，紫色光波最短。空氣的分子和空氣里飄浮著無數細小的灰塵和水滴，它們都能夠把太陽的各色光線分散開來，這就叫作散射作用。太陽光中的光波波長越短的，像紫色、藍色光就很容易被散射開來；波長越長的，像紅色、橙色光就不容易散射。早晨或傍晚，太陽光是斜射的，它通 過空氣層的路程比較長，受到散射就減弱得很厲害。減弱得最多的是紫色光，減弱得最少的是紅色或橙色光。這些減弱後的彩色陽光，照射在天空中、雲層上，就形成鮮艷奪目的彩霞。

source：天氣網

召麒縮減版原理：

太陽把雲底照亮了。

• 那麼晚霞預報所基於的就是：太陽光能否直射到雲層底部。

上句話可細分為：

1、陽光條件：日落前後太陽出雲層，可以照亮雲底。

2、直射條件：日落前後無霧、無霾、能見度高。

3、雲層條件：不同雲層高度使得所要照亮的難度不同。

所以其實簡化下就兩步，

1、看預報日落西面（雲向東飄地區的情況下）300km處有沒有雲。

2、看雲的類型是否是會出晚霞的雲。

首先要學會識別哪種雲有大晚霞，哪種雲晚霞一般，哪種雲晚霞不好看。

那麼先看看典型的幾次晚霞情況，再講具體預測步驟：

如果對雲很了解或者認真看過年初的文章的話可以選擇跳過這部分。

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工具：

看衛星圖有兩個好地方：

1、https://worldview.earthdata.nasa.gov/

2、http://himawari8.nict.go.jp/

第一個是NASA的衛星數據，更加清晰，歷史數據更全，缺點是只能看到當地中午和下午的數據。

第二個是日本的一個同步衛星向日葵，優點是更新快，每十分鐘更新一次。缺點是解析度相對低，而且斜著看不舒服吶……

以下晚霞紀錄照片結合了兩個網站的數據，由於日本的同步衛星只有近一兩年的數據，所以大多以nasa衛星下午的數據為主。

一張圖看懂大致雲的分類、高度

source：wiki；這張圖很清楚的說明的雲的形態、高度、哪些雲會有降水等內容。

晚霞時間一般又稱作magic hour ，大約日落前後半小時，根據云層高度不同晚霞時間不太一樣，高層的捲雲在日落後燒起來，雷雨後的雲層由於比較低，一般在日落時燒起來。以下是幾次北京晚霞之前下午的衛星圖。一般來說，雲層從西向東運動。所以，應該更關注北京西北面的雲層。

（北京的位置見圖中Beijing，非特殊著名，照片均為本人拍攝）

2016年6月這次晚霞不是彩虹晚霞那次，可能關注的人不是很多。是日落後才燒起來的，可見雲層「絲滑」的質感。

云為高層的雲。▼

（上圖北京在中上部）

2015年8月這次晚霞非常的紅，也是下雨後帶來的壯觀晚霞。衛星雲圖可見一團團絲滑的雲，就是這次晚霞的主角。

云為中等高度的積雨雲，周圍較低的為層積雲。▼

2016年5月的彩虹晚霞可謂是非常驚艷，雷雨後的卷積雲與還剩下的一點點積雨雲稱為這次的主角。

云為中層的雨層雲。▼

2014年11月，也是有點透光的絲滑的雲。

云為高層的卷層雲。▼

2014年6月27日的捲雲晚霞，日落後燒起來的紅色，形狀很不錯。云為高層的捲雲。

兩次不太壯觀的晚霞，原因是：擋光嚴重、雲層不夠絲滑。

衛星上看十分細碎的小雲朵（衛星上看看像是魚鱗一樣），一般會有耶穌光，但不會有很好看的晚霞

下面是壯觀的鋒面雲，拍攝於2013年9月23日，王卓驍拍攝。衛星圖可見邊緣是比較透光的。這種雲會產生比較好看的大火燒雲。

通過上述觀察，大家應該有一點點感覺了。

簡單總結一下不同級別的晚霞雲的要求：

EX級大晚霞（七彩晚霞）：（只見過圖）糙面雲晚霞、多層次組合而成的七彩晚霞（不同高度都是晚霞合適的雲，照亮後顏色不同，但沒親眼見過）。

S級大晚霞（火燒雲）：中低、中高雲（層積雲、高層雲、鋒面雲、卷積雲、積雨雲等）

持續時間：短，20min左右。

A級中晚霞（粉霞）：高雲（絲滑的捲雲，上面的例子比較多），

持續時間：長，35min左右。

B級小晚霞（黃霞）：綿羊雲（衛星上看雲很小，這種雲會出現雲隙光，但不會有大晚霞）

持續時間：（我覺得就不算是晚霞）

了解雲對晚霞預警很重要，比如，絲滑透光的雲懸浮更多小液滴，光線受到散射減弱更強，所以紅光更明顯，所以會更好看。（個人推測）

同時，因為不同雲的高度不同，晚霞效果不同，對於預報參數也不一樣，也是為什麼先不講步驟要講雲的原因。

下面基礎知識儲備夠了後，就是具體預報步驟，就以5月22日今天北京的為例，看看是怎樣發布晚霞預警預報的。

1、下午3:30左右，NASA衛星數據Terra會更新當天中午的雲層情況：

（https://worldview.earthdata.nasa.gov），這個時候觀察雲的情況。

上圖可見北京西北內蒙古附近開始沒雲，邊緣處可以看出是高層雲和中低層雲的組合，西北面一片晴好。如果雲往東南移動，太陽就可以在日落時刻照亮北京上空的雲底。

2、於是去天氣預報軟體看看日落時刻雲圖情況。日落時間可以通過天文軟體，或者使用app：magic hour來看具體時間，一般來說，北京夏天7:30左右，冬天5:30左右。對於雲圖情況，這裡推薦使用windytv，預報較准，種類十分豐富，可以分別看中層、高層、低層雲位置，也有app。（https://www.windytv.com/）

上圖可以看到19:00，雲邊緣在300km左右，北京上空為中層雲和高層雲。西北部為高層雲，可以判斷晚霞為中高層雲的晚霞，但由於雲的邊界距離太遠，所以有晚霞的時間會比較靠後，大概為日落左右，今天日落時間是19:30分，所以前20分鐘與後三十分鐘做好晚霞準備。

重點是判斷雲的邊界多遠就會擋光？這個可以通過判斷雲的高度來算出。

以下是摘自國家氣象局的數據▼

為了方便理解，ps現畫了個示意圖，可以粗略的估計遠近相信大家沒有把數學還給老師：

OB＝雲層高度＋地球半徑

OA＝地球半徑

所以需要［日落時刻］［日落方向］大約2AB的距離的地方（由於懶於算弧度）的上空沒有雲。

也就是：

需要2*√（（6371+雲高度）^2-6371^2）遠的距離沒雲（單位km）

如果精細點用弧度演算法其實也差不多：

2*（arccos(6371/(6371+雲高度))／360）*（6371*2π）

當然還要考慮山的影響、大氣折射影響，很多因素，所以我只能給個比較保險的數據。

6km高雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向500km以內

3km中雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向360km以內

2km低雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向300km以內

ps：地面要有光（例如彩虹時刻），距離需要減半，也要考慮山的影響。

今天是中層雲高度3km左右，所以需要在日落方向360km無大面積雲遮擋（有零星碎雲不影響）。

雲整體數據▼

中層雲數據，日落只有北京頭頂有中雲，是好看的晚霞種類。

高雲面積比較大，需要在意高云云的邊界。但計算晚霞所需雲邊界距離還是要以中層云為准。

雲的邊界326km，考慮到山的因素可以說是勉強上壘。

3、然後再看看6點左右nasa發布的suomi衛星圖數據，驗證下之前的推測，看看雲動的方向，速度。（https://worldview.earthdata.nasa.gov）

4、然後容易被忽略也是很重要的一點，看能見度。

北京推薦使用中國科學院大氣物理研究所325米氣象觀測塔實時拍攝數據，每半小時更新一次，可以準確看出能見度情況。（偶爾伺服器會掛機）

http://view.iap.ac.cn:8080/imageview/

能看見東北的山說明很不錯的天氣了，如果大釘子都看不到，那就算了等晚霞吧。

5、經過上述步驟，基本可以提前知道是否有晚霞，晚霞樣子啥樣子的，地面有沒有光，有沒有可能有彩虹（地面有光+有雨）。

然後就是等待：

因為夏天的雲變化很快，等待的時刻看看向日葵同步衛星數據，這個每十分鐘更新一次，更加及時，方便分析（http://himawari8.nict.go.jp/）。

2017.05.22 18:30分，經過確認，在微信公眾號霜蟾發布晚霞預警。

19:00 又是漫長的等待，好多人發信息表示放棄治療，粉絲都少了兩個。

2017.05.22 19:30分日落，天空開始有一絲紅雲，藍中透紅，說明要開始燒了。

然後晚霞越來越亮，

6分鐘後就已經紅遍全天，

8分鐘後到達鼎盛，

10多分鐘後開始褪去。不過西面一直燒到19:55左右。

遺憾的是我有事情在外面，只隨手記錄了幾張。

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小結一下

1、下午3點看NASA terra，分辨雲的種類。

2、看windytv預報雲的種類，雲的邊界，看雲的邊界是否在可以晚霞的範圍內。

3、俯瞰實時圖看能見度。

4、下午6點看NASA suomi，看雲邊界位置是與否合適。估計日落時候能否遮擋。

5、日落前1h，看向日葵同步衛星實時監控，準備拍攝。

6、出現大晚霞，與預報相符，拍照記錄，增長經驗。

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如果覺得本文不錯，分享給大家，讓更多的人可以科學預報晚霞甚至彩虹。

哦，還有一件事，你若問我有沒有

自動預報晚霞的網站，

我很明確的告訴你有的，

國際上有3家在做晚霞預報，有一家是免費的。網站可能需要科學上網。

https://sunsetwx.com/view/?id=4

這家網站不但有晚霞，還有朝霞預報。

使用方法是把forecast hour的時間進行調整，使得valid at的時間在你所在位置格林威治時間的日落時刻就行了，比如北京就是調整到12Z。（西藏日落晚要考慮時差）。

但是，

這個預報作為參考可以，經過觀察，準確性不是太強，把不是很好看的高雲晚霞也包括進大晚霞預報中去了。同時地圖精度有點低（美國、歐洲有高清版），以及，最重要的預報是什麼樣的晚霞，都有些問題。

不過，

省事呀！

上圖紅色越深，晚霞越強。（按照圖中所指示，中國好多大晚霞啊=_=，所以不是很靠譜）

比如上圖，說24號山西有大面積晚霞，然而實際只有南部一小部分有晚霞。

所以自己掌握判斷原理最重要。

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