昼前後、太陽と同じ方向の空に、地面と平行な虹色の帯が見えたなら、環水平アークの可能性があります。雨上がりに見られる普通の虹ではなく、上空の氷晶が太陽光を屈折・分散させて生じる大気光学現象です。

見分けるうえで特に重要なのは、太陽のかなり下方に現れること、赤が上側になること、水平に伸びることの3点です。

スマートフォンで空を撮影して共有する機会が増え、「彩雲」「火の虹」「ハロ」といった言葉を目にすることも多くなりました。しかし、虹色に見える空の現象は一つではありません。発生位置と色の並びを知っておくと、目撃した現象を写真から判断しやすくなります。

1. 環水平アークは太陽の下方に伸びる虹色の帯

環水平アークは、英語で circumhorizontal arc または circumhorizon arc と呼ばれる大気光学現象です。上空の氷晶によって生じる「ハロ現象」の一種に分類されます。

典型的には、太陽から大きく離れた下方に、地平線とほぼ平行な虹色の帯として現れます。雲の状態がよければ非常に長く伸びますが、実際には条件を満たす雲の一部分だけが色づくことも少なくありません。

そのため、見え方には次のような違いがあります。

• 空を横切るような長い虹色の帯
• 薄い雲の一部分だけに現れる短い帯
• 炎のように曲がった虹色の雲
• 赤や橙が目立ち、青紫が薄い断片
• 雲の移動に合わせて数分で形が変わる光

完全な弧として見えることが少ないため、写真では彩雲と間違われることがあります。しかし、環水平アークは太陽との位置関係がほぼ決まっており、上から赤、橙、黄、緑、青、紫の順に並ぶのが大きな特徴です。

世界気象機関の国際雲図帳による環水平アークの解説でも、地平線と平行に伸び、太陽などの光源の高度が58度を超えたときだけ現れる現象とされています。

2. 「火の虹」は通称で、火でも普通の虹でもない

SNSやニュースでは、環水平アークが「火の虹」と呼ばれることがあります。色づいた雲が燃える炎のように見えることから広まった呼び方ですが、正式な気象用語ではありません。

「火の虹」と呼ばれていても、雲が燃えているわけではなく、雨粒でできる一般的な虹でもありません。

普通の虹は、太陽を背にしたとき、反対側にある雨粒へ太陽光が入ることで見えます。光が雨粒の中で屈折・反射・分散し、観察者の方向へ戻ってくる仕組みです。

一方、環水平アークは、太陽と同じ方向にある上空の氷晶によって作られます。

雨が降っていない晴れた日に虹色の帯が現れても、不思議なことではありません。環水平アークには雨粒が必要ないからです。

3. 六角板状の氷晶がプリズムの役割をする

環水平アークが虹色になる舞台は、主に高度の高い場所にできる巻雲や巻層雲です。これらの雲には、液体の水滴だけでなく、多数の氷晶が含まれています。

特に重要なのが、薄い六角形の板のような六角板状氷晶です。板状の氷晶が空中をゆっくり落下すると、空気抵抗によって大きな面をほぼ水平に向けた姿勢になりやすくなります。

太陽光の進み方を簡略化すると、次のように表せます。

太陽光
  ↓
氷晶のほぼ垂直な側面から入る
  ↓ 1回目の屈折
氷晶内部を進む
  ↓
水平に近い下面から出る
  ↓ 2回目の屈折
色ごとに分かれた光が目へ届く

光が入る側面と、出ていく下面は、およそ90度の関係にあります。そのため、氷晶は大きなプリズムのように働きます。

太陽光は白く見えますが、実際にはさまざまな波長の光を含んでいます。氷の中では色によって屈折する角度がわずかに異なるため、赤、橙、黄、緑、青、紫へと分かれて見えます。この現象が光の分散です。

ただし、上空に氷晶が存在するだけでは、鮮やかな帯にはなりません。氷晶の向きがばらばらなら、屈折した光もさまざまな方向へ散らばります。

環水平アークがはっきり見えるには、次の条件が同時に必要です。

• 板状の氷晶が存在する
• 氷晶の大きな面がほぼ水平を向く
• 十分な量の太陽光が当たる
• 屈折した光が観察者の位置へ届く

この条件が雲の一部分だけで成立すると、虹色も断片的に現れます。

4. 発生には太陽高度58度超が必要

最大の発生条件は、太陽高度が58度を超えていることです。

太陽高度とは、地平線を0度、頭上の天頂を90度としたときの太陽の高さを指します。太陽が低い朝夕や冬の昼間には、上空に理想的な氷晶があっても環水平アークは生じません。

世界気象機関によると、太陽高度が約68度になったとき、環水平アークは最も明るくなります。

日本の大部分で、夏至の南中高度は次の式から概算できます。

夏至の南中高度 ＝ 90度 − その場所の北緯 ＋ 23.4度

国立天文台による太陽の南中高度の計算方法では、季節や緯度によって太陽の高さが変わることが説明されています。

たとえば北緯35度付近では、夏至の南中高度は約78.4度です。

90 − 35 ＋ 23.4 ＝ 78.4度

太陽高度58度を十分に超えるため、適切な雲さえあれば環水平アークが見られる可能性があります。

一方、緯度が高い地域ほど太陽は高く昇りません。世界気象機関によると、北緯・南緯55度より高緯度の地域では太陽高度が58度を超えないため、太陽光による環水平アークは原則として観察できません。

5. 日本で見られる時期は春から初秋

日本では地域によって差がありますが、主な観察期間は春から初秋です。特に太陽が高く昇る5〜8月は、発生条件を満たす時間が長くなります。

日本気象学会誌に掲載された三重県桑名市での10年間の観察記録では、北緯35度の地点で太陽高度58度を超える理論上の期間は、3月31日から9月12日とされています。

ただし、これは太陽高度だけから計算した期間です。実際の10年間の記録で環水平アークが確認されたのは4〜8月でした。

日本気象学会「大気光学現象の出現頻度―日常生活10年間の統計―」

整理すると、時期の考え方は次のようになります。

「日本では5〜8月にしか見られない」と断定するのは正確ではありません。3月末や9月にも、地域と時刻によっては太陽高度の条件を満たします。

ただし、春先や初秋は条件を満たす時間が短いため、見つけやすさでは初夏から盛夏が有利です。

6. 見つけやすい時間は正午前後

環水平アークは太陽高度が高い時間に限って現れるため、朝夕よりも正午前後が狙い目です。

ただし、太陽が最も高くなる南中時刻は、時計の12時ちょうどとは限りません。場所や日付によって、11時台後半から12時台後半へずれる場合があります。

観察の目安は次のとおりです。

• 春や初秋：南中時刻の前後に絞って探す
• 初夏から盛夏：午前遅くから午後早めまで可能性がある
• 太陽高度が約68度になる時間：特に明るくなりやすい
• 朝早くや夕方：環水平アークではない可能性が高い

観察するときは、太陽そのものではなく、太陽のかなり下方にある薄い雲を探します。

天頂
  ↑

  環天頂アーク
  （太陽高度が低いとき）

        ○ 太陽

         ↓ かなり離れる

  ─────────
    環水平アーク

  ↓
地平線

太陽と虹色の帯を同じ画面に収めた広角写真があると、後から現象を判別しやすくなります。

7. 薄い巻雲や巻層雲がある日が狙い目

雲ひとつない快晴では、光を屈折させる氷晶が存在しないため、環水平アークは現れません。反対に、厚い雲で日差しが遮られていると、氷晶があっても色を見つけにくくなります。

狙い目は、次のような空です。

• 青空が見えて日差しが強い
• 白く細い筋状の巻雲がある
• 薄いベール状の巻層雲が広がっている
• 太陽の下方にも薄雲がある
• 雲を通して空の明るさが保たれている

観察手順は次のとおりです。

1. 建物や帽子のつばで太陽を隠す
2. 太陽から大きく下へ視線を移す
3. 地平線と平行な虹色の帯を探す
4. 赤が上側にあるか確認する
5. 数分おきに雲の変化を見る
6. 太陽との位置関係が分かる写真を撮る

氷晶を含む雲は風で移動するため、色の明るさや範囲は短時間で変化します。最初は淡くても、数分後に鮮明になることがあります。反対に、発見してすぐ消える場合もあります。

スマートフォンで撮影するときは、明るい空に合わせて露出を少し下げると、色が白く飛びにくくなります。ただし、彩度を極端に上げると、実際の色や現象の判定が分かりにくくなるため注意が必要です。

太陽を肉眼で凝視してはいけません。サングラスも太陽観察用フィルターの代わりにはなりません。直射光を建物などで遮り、太陽の下方を観察してください。

8. 彩雲・環天頂アーク・ハロとの違い

虹色に見える雲が、すべて環水平アークとは限りません。色が現れる位置、形、順番を比べることが重要です。

彩雲との違い

彩雲は、雲を構成する小さな水滴や氷晶によって光が回折・干渉し、雲の縁などが淡い虹色に見える現象です。

環水平アークとの違いは次のとおりです。

• 彩雲は雲の形に沿って色づきやすい
• 緑、桃色、青などが不規則に並ぶことがある
• 太陽との距離や位置が固定されていない
• 環水平アークほど水平な帯にならないことが多い

世界気象機関による彩雲の解説では、太陽に近い雲で見られる色彩の多くが回折によって生じると説明されています。

環天頂アークとの違い

環天頂アークは、太陽の上方、天頂に近い場所に現れる別のハロ現象です。環水平アークとは、見られる太陽高度も位置も異なります。

• 環水平アーク：太陽高度58度超、太陽の下
• 環天頂アーク：太陽高度32度未満、太陽の上
• 環水平アーク：赤が上
• 環天頂アーク：赤が下

世界気象機関による環天頂アークの解説では、光源の高度が32度未満のときだけ生じるとされています。

春から夏の昼前後に太陽の下へ見えたなら環水平アーク、太陽が低い時間に太陽の上へ逆さ虹のように見えたなら環天頂アークが有力です。

9. 環水平アークはどれくらい珍しいのか

複数の条件が重ならなければ見られないため、毎日現れる現象ではありません。しかし、「一生に一度見られるかどうか」というほど極端に珍しいとも限りません。

三重県桑名市を主な観測地とした10年間・3,653日の記録では、環水平アークは平均で年5.1日確認されました。一般的な主虹は年6.4日であり、この観察記録では、環水平アークは虹に近い頻度で見つかっています。

ただし、この数字には注意が必要です。

• 三重県桑名市を中心とした一地点の記録
• 一人の観察者による日常生活中の目視・撮影
• 短時間または部分的な出現も1日として数えている
• 日本全国の平均発生率ではない
• 雲を見る習慣や生活時間によって発見率が変わる

したがって、「全国どこでも年5回見られる」という意味ではありません。

環水平アークが非常に珍しく感じられる理由の一つは、出現時間が限られ、太陽のかなり下方を意識して見る人が少ないことです。発生条件と探す位置を知っていれば、偶然だけに頼るより発見しやすくなります。

10. 地震の前兆とする科学的根拠はない

虹色の雲や珍しい形の雲を見た後に地震が起きると、「地震の前兆だったのではないか」と結び付けられることがあります。

しかし、環水平アークは次の条件で説明できる大気光学現象です。

• 太陽高度が58度を超えている
• 上空に板状の氷晶がある
• 氷晶の向きがそろっている
• 太陽光が適切な角度で屈折する

これらは太陽、雲、氷晶、観察者の位置によって決まる条件であり、地震の発生を必要としません。環水平アークが地震の前兆であることを示す、確立された科学的根拠はありません。

気象庁も、雲は大気の現象、地震は大地の現象であり、両者を結び付ける科学的な仕組みは説明されていないとしています。

気象庁「地震予知について」

珍しい空を見た直後に地震が起きると強く記憶に残りますが、日本では有感地震も雲の変化も日常的に発生しています。時間的に近かっただけで、因果関係があるとは限りません。

災害への備えは日頃から必要ですが、環水平アークを見たことだけを理由に、特定の日や場所で地震が起きると判断することはできません。

11. 見えたら天気は下り坂になるのか

環水平アークが現れる巻層雲は、前線や低気圧が近づく過程で広がることがあります。そのため、日暈やハロ現象が「天気の下り坂のサイン」と呼ばれることがあります。

ただし、環水平アーク自体が雨を降らせるわけではなく、見えたから必ず翌日に雨になるわけでもありません。

天気の変化を考えるときは、次のような条件を合わせて確認します。

• 西側から薄い雲が広がっている
• 時間とともに雲が厚くなっている
• 巻雲から巻層雲、高層雲へ変化している
• 気圧が下がっている
• 天気予報で前線や低気圧の接近が示されている

飛行機雲が広がってできた雲や、前線と直接関係しない巻雲でも、氷晶の条件が整えば環水平アークは現れます。

「環水平アークが出たから雨」と決めつけるのではなく、上空に氷晶を含む薄雲があるという情報の一つとして捉えるのが適切です。

12. よくある質問

Q. 雨が降っていないのに虹色になるのはなぜですか？

雨粒ではなく、上空の氷晶が太陽光を屈折・分散させているためです。普通の虹とは発生する粒子も方向も異なります。

Q. 一部分しか見えなくても環水平アークですか？

十分にあり得ます。条件を満たす板状氷晶がある雲の部分だけが色づくため、短い帯や炎のような断片に見えることがあります。太陽との位置、帯の向き、色の順番を合わせて判断します。

Q. 冬にも見られますか？

日本の大部分では、冬の太陽高度が58度に届かないため、環水平アークは見られません。冬に太陽の上方へ逆さ虹のような光が出た場合は、環天頂アークの可能性があります。

Q. 朝や夕方に見た虹色の雲も環水平アークですか？

太陽高度が58度を超える必要があるため、日の出直後や夕方には発生しません。彩雲、環天頂アーク、幻日、普通の虹など、別の現象を検討する必要があります。

Q. 写真だけで彩雲と区別できますか？

太陽の位置が分かる広角写真があれば、かなり判断しやすくなります。太陽の下方にあり、赤を上にした水平の色帯なら環水平アークが有力です。太陽の位置が分からない切り抜き画像では、断定できない場合があります。

Q. 見えている時間はどれくらいですか？

決まった継続時間はありません。氷晶を含む雲が移動するため、数分で消えることもあれば、範囲や明るさを変えながら長く続くこともあります。

Q. 月の光でもできますか？

原理上は月光でも発生し得ます。ただし、月が十分に明るく、高度58度を超え、適切な氷晶がそろう必要があります。太陽光によるものより暗いため、観察は非常に難しくなります。

13. 覚えておきたい見分け方と観察の要点

環水平アークを見分ける要点は、次の4つです。

• 太陽と同じ方向の空に現れる
• 太陽よりかなり下方に位置する
• 地平線とほぼ平行に伸びる
• 上側が赤、下側が青紫になる

発生には、太陽高度58度超、板状の氷晶、向きのそろった薄い上層雲という条件が必要です。日本では春から初秋に可能性があり、特に5〜8月の昼前後が探しやすくなります。

薄い巻雲や巻層雲を見つけたら、太陽を建物などで安全に遮り、太陽のかなり下方を確認してみてください。太陽との位置関係が分かる写真を残せば、彩雲、環天頂アーク、日暈、普通の虹との違いも判断しやすくなります。

美しく珍しい光景に見えても、地震の前兆や超常現象ではありません。氷晶と太陽光が作り出す、条件を知るほど見つけやすくなる自然現象です。