なぜ、同時に二本の虹が立つのでしょうか？

Question

司馬遼太郎がモンゴルのゴビ砂漠で見た二つの虹について。
８月の午後７時。

夕陽側の虹は、＜大空の一角をよぎって、みごとな弧を描いていた。＞
反対側は、＜弧をなさず、太い柱のように、草原のむこうで、ずぼんと突っ立っていた。＞
当地の人にとっては、虹が同時に二本立っても＜別にめずらしくもない自然現象なのである。＞

質問は、なぜ、同時に二本の虹が立つのでしょうか？

yos1912 · Accepted Answer

No.2さんの書かれていることくらいしか思い浮かばないのですが、補足します。

普通の虹は雨の直後に見られます。これに対して見た場所はゴビ砂漠なので、雨が｢めずらしくもない自然現象｣とは思えません。可能性として考えられるのは、雨が降った直後に関していえば｢めずらしくもない｣といえます。あるいは、当地の人はそういったことにまったく関心がないのか。

雨が降ったとします。日本と同じように雨雲は西から東へと流れていきます。雨雲が遠ざかったときに、雨雲の下の雨を見ると虹が架かって見えます。これは日本でもおなじです。雨雲が近いときれいなアーチになるし、遠くだと脚部しか見えません。雨が落ちているところに映って見えるからです。脚部は右と左の２本あるはずですが、どちらかに雨雲がなければ、１本だけということもあります。
　さらにいうと、虹は主虹とその外側に副虹の２本あります。副虹の方は暗くて見えないこともあります。double rainbow は主虹と副虹のセットになっています。副虹はそんなに珍しい現象ではありません。とすると、副虹の脚部も見えていてもよさそうなのですが、１本と書かれているのは理解できません。著者がセットが当たり前という認識があれば、セットとしていた可能世は考えられます。

この時に太陽側に虹が見えるかというと、雨が降っているはずがない以上は考えられません。砂漠でそう何度も雨が降ることはありえません。
　雨が降っているとした場合です。主虹は雨滴の中で光が１回反射してできるもので、２回反射すると副虹になります。３回の反射では太陽側にできる事が知られていますし、実際に撮影もされています。非常に淡いものなのでこれが著者のいう虹に相当するとはいえないでしょう。
　３回反射による虹(ページの真ん中くらいにあります)：https://atoptics.co.uk/rainbows/ord34.htm

太陽側の虹が、３回反射の虹でないとすると次に考えれる可能性が、ハロとかアークといわれる現象です。初めは一番よく見られる内暈かと思ったのですが、これとしたら弧と言うよりは円という表現がぴったりきます。
　内暈：http://www.asahi-net.or.jp/~CG1Y-AYTK/ao/halo.html
もう一つ、めったに見られることはないのですが(２回しか見たことはない)、環天頂アークという現象があります。こちらの方が｢天空の一角をよぎって弧を描く｣という表現に近いと思います。しっかりとした虹になっています。どうでしょうか。
　環天頂アーク：http://www.asahi-net.or.jp/~CG1Y-AYTK/ao/circum.html
こちらはたまたまで当地の人たちは気がついていなかったとみるのが妥当なように思えます。なお、内暈については、積乱雲から伸びるかなとこ雲でできているのを見たことがあります。それでも、かなとこ雲は東に流れることが多いので太陽のある西側にまわってくることができるのかどうか疑問です。

yos1912 · Answer

ひとつ書き忘れていたので、補足します。
　ツェベックマさんがいうように雲の裾が雲が降りてできたものだとすると、そこには通常の虹はできません。虹というのは雨粒によってできる現象だからです。
　回答はこれが雨だとして書いています。雲なのだとすると１本目の虹からそれが何なのかを考え直さないといけないという事になります。

yos1912 · Answer

質問とは関係のなさそうなところでお手間を取らせてもらって、恐縮しています。完全に物語でしたね。
　ところで、今日昼前に日暈ができているのを見ました。すぐに消えてしまったのですが、夕方には、幻日が出現しました。この２つはセットででてくることがよくあります。写真左側何となく虹っぽく見えるところです。右側は太陽です。虹ができているが何かと聞かれたこともあります。２日にもでていました。もちろん幻日は弧を描くことはないので、２つの虹の１つとは考えていません。
　これを見ていて思ったことがあります。これって珍しい現象なのかということが１つです。実際には、普通の虹よりも頻繁に見ますから、めずらしくも何ともないことになります。では環天頂アークだったらどうなのでしょう。聞かれたとしたら、珍しいと答えるでしょう。でも、見ていて、でている、すごい、と騒ぐほどのものでもありません。何回か見ていますから。その反応が司馬さんに｢珍しくもない現象｣と思わせてしまったのではないでしょうか。
　ツェベックマさんが司馬さんにいったのは「もう、いい？」ですね。珍しいとも何ともいっていません。司馬さんにもっと見たかったという気持ちがあったからなおさら、ここではめずらしくもないと思ったのかも知れません。
　ツェベックマさんは暗く遅くならないうちに目的地についていたかったのかも知れません。案内人としても責務です。周囲が暗くなってしまうと、車のライトが照らされている範囲しか見えません。どう進んでいいのかわからなくなるかも知れません。そうなると大変です。
　ツェベックマさんは、わざわざ司馬さんに２つ目の虹が出ていると教えています。本当にありふれたものだったら、わざわざ教えるでしょうか。色とりどりの雲が出ていた時のように。ツェベックマさんにとって、こういった自然現象は興味の対象外だったという可能性も考えられます。

２つ目といっていいのか。内暈ではないと端から外していたので、今までの回答に書いていませんでした。これが見られたときには上端接弧というのもできる事があります。太陽を中心にして幻日を通る円の頂部にできます。わずかに虹色になっていることもあります。カーブを描きますから弧と言えそうです。形ではどちらかというとひげのように見えるかも知れません。
　円の下側にもよく似たものができます。こちらの方が弧に近い形になりますが、時刻から太陽の高さをかんがえてみると、見えているとは思えません。
　内暈や幻日と必ずセットで見られますから。どちらも該当しないと思っています。一応候補として載せておきます。

雲の底の件については、ツェベックマさんがどういったことから考えたのかという問題なのでしょう。これは本人に聞くしか確認のしようがないと思います。一般的には、雲が降りていった場合は、雨と違って周囲の空気ごと(というより流されて)降りていきますから、気温が上昇し雲粒が消滅すると考えるのが普通です。これに逆らうメカニズムは今のところ聞いたことがありません。
　ツェベックマさんがいきなりこういったことを説明するとは思えなかったので、司馬さんが聞いたのではないかと思っていました。司馬さんにもそれなりの知識がある事がうかがえます。

お礼から、もう一つ疑問だったことが解消しました。裾のような雲が出て虹ができたのだとしたら、そのように記述されていないのはどうしてかという疑問です。
　虹のできる位置は、太陽の方角と虹を見る人の位置、雨の降っている場所の位置関係によって決まります。裾のある雲に虹ができていないのなら、いつまでも見えていないはずです。
　車で移動していたのなら、そのうちに位置関係が正しくなるところを通過することがあるでしょう。そこを車が到着したときに虹が見えたというわけです。この場合、車は南か北方向に移動している方がいいでしょう。東西方向なら位置関係はずっと同じままです。

yos1912 · Answer

お礼に書かれたことについて

｢雲の底が崩れ・・・裾が地上まで届いている｣の件は、一般的には雨が降っていると解釈します。案内人が｢雨ではない、雲である｣といったのはよく理解できません。いってみると雨が降ったようすが見られなかったからということが考えられますが、実際のところは不明です。雨が落下途中に全て蒸発してしまうということもありますし、雨が降ったけれどもすぐに蒸発してしまったということもあるでしょう。
　一般的な解釈に従ってこれが雨なら、ここに通常の虹が見えても不思議ではありません。夕立のような雨でしたらかなりはっきりとした虹になりそうです。かなり距離がありそうなので、虹の片方の脚部だけが見えたというのもありそうです。

太陽側の虹については、環天頂アークだろうと思っています。内暈としたら司馬さんも知っている可能性が大きいということも理由に挙げられます。できると雨が降るといわれているいわゆる｢ひがさ｣ですから。
　別にこだわる必要はないのかも知れせんが、めったにできない現象がどうして｢めずらしくもない｣事になったのかにこだわっています。ここからは完全な想像です。
　司馬さんは、反対側の虹が太いと書いています。太さを比べてみると、主虹、副虹、環天頂アークともそれほど変わりません。にもかかわらず太いといったのは、主虹・副虹をあわせて一つの虹としたからではないかと考えます。見慣れているとこの２つはセットとなっているがあたりまえなので、わける必要がありません。
　環天頂アークについては、３回目のチャンスがあったのですが、見損ねています。野外散策が終わったときに、同行者がでていたと教えてくれました。頭上近くにできますから、見上げないと見逃してしまいます。
　その上での、司馬さんと案内人の会話です。案内人は環天頂アークを見逃しているとします。
司馬：(主虹副虹をあわせた虹と環天頂アークの)２つの虹がでているよ。
案内人：(虹には主虹と副虹の)２つあるのがあたりまえですよ。
司馬：ここでは、(主虹副虹をあわせた虹と環天頂アークの)２つの虹が同時にできるのは当たり前なのだ。
　ちょっと物語が過ぎますかね。もちろん、環天頂アークがでていたのはたまたまという以外はありえないでしょう。

真魚 · Answer

同心円状の「double rainbow」はあり得るようです。

https://www.google.com/search?q=double+rainbow&rlz=1C1CHWA_jaJP585JP588&sxsrf=APwXEddJQWWStcCLAUYISYtHmuyVJ0-wDA:1683177884311&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwj-jY2f9tr-AhWK7GEKHWRpDeYQ_AUoAXoECAIQAw&cshid=1683177959615032&biw=1243&bih=897&dpr=1

遊撃丸 · Answer

阪神淡路大震災の前には、３本かかってる虹を見た！なんかあるんじゃね？って話してたら、大地震だった。

mide · Answer

一般に虹と言っているものは太陽の反対側に現れます。

「夕陽側」にあったのは、ハロまたはアークではないかと思います。これらは何種類かあり、色がはっきりしないこともありますが虹のようなスペクトルが見えることもあるので虹と思っても不思議はないでしょう。

反対側で「太い柱のように」見えたのは通常の虹で、ただ根本の垂直に近い部分だけが見える状態だったのではないかと思います。

ただ、ハロまたはアークと虹を一度に見たことは私はありません。前者は上空の氷の粒、後者は水の粒によって起きる現象なので同時に起こりにくいように思われるのですが、高度の違いなどによってたまたまそうなったかもしれません。

angkor_h · Answer

虹は、雨粒に入った光が反射して外に出た方向にいる人が見られます。
雨粒に対して、入りと出による光の波長による屈折率の差で、
太陽光が波長で分離されるのです。
円の一部のような虹で、その外側か外側に別な虹が見える時があります。
この時は、色の並びが反転しているので、よく観察してみてください。
反転の原因は、雨粒内における光の経路が逆転している、からです。
二つの虹が見えるのは、二つの経路を見る位置にいた、という偶然です。

なぜ、同時に二本の虹が立つのでしょうか？

No.2さんの書かれていることくらいしか思い浮かばないのですが、補足します。

ひとつ書き忘れていたので、補足します。

質問とは関係のなさそうなところでお手間を取らせてもらって、恐縮しています。

お礼に書かれたことについて

同心円状の「double rainbow」はあり得るようです。

阪神淡路大震災の前には、３本かかってる虹を見た！なんかあるんじゃね？って話してたら、大地震だった。

一般に虹と言っているものは太陽の反対側に現れます。

虹は、雨粒に入った光が反射して外に出た方向にいる人が見られます。

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