形成原因

环天顶弧（Circumzenithal Arc）形成于和太阳同一侧的天空，并且以不超过四分之一圆周的长度环绕天顶。当天晴云淡，阳光以一定的角度，照射在高空云层中的细小冰晶上形成折射，才会出现这个现象。同时，云层中的冰晶表面一定得是弯曲的，而且颗粒比盐粒还要小。当太阳处于云层下方，日光与冰晶扁平面相接触时，光线在每个晶体内都发生了弯曲，就会折射出彩虹特有的七色光谱。由于卷云所含的冰晶粒子不断移动位置，因此环天顶弧现象出现的时间非常短暂1。

环天顶弧的最内侧颜色是蓝色，最外侧则是红色，排列顺序与彩虹相反。环天顶弧是其中一个最明亮和最多种颜色的晕。它的颜色比彩虹单纯，这是因为在形成过程中重叠的颜色较少。而它给人的第一印象就是上下颠倒的彩虹。

环天顶弧曾经被称为“天空的微笑”。因为它的形成位置相当高，很少被人注意到，但实际上它是相对较常见的大气光学现象。产生幻日的卷云也可以在天顶附近产生环天顶弧，通常发生于太阳在天空角度较低时。

形成环天顶弧的太阳光会从冰晶的平坦顶面进入，从其中一个棱镜面射出。几乎平行的太阳光经过角度90°的棱镜折射后将是宽色分离和较单纯的颜色。环天顶弧只能在太阳的仰角低于32.2°时形成。当太阳的仰角在22°时的环天顶弧最明亮，因为这时的太阳光进入和离开冰晶时的偏向角最小；这时形成的环天顶弧长度22°，宽度3°。环天顶弧的长度因为太阳仰角的不同而在32.2°和0°之间变化，并且在这两个极值的环天顶弧亮度会非常微弱。当太阳的仰角高于32.2°，光线会从冰晶的底部离开，会形成几乎只有单色的幻日环。

同类现象

火彩虹

火彩虹，又称日载、环水平弧或环地平弧，正式名称为日承，是一种发生在大气层中罕见的自然现象。火彩虹并非真正的彩虹，与火也没有任何关系，由于它看起来像是在天空中自燃的彩虹而得名。

要出现这样的自然现象，须满足发生条件：

1. 1.

   高空中卷云层所在的高度至少要有20,000英尺（6,100米）以上;

2. 2.

   卷云层里的冰晶数量要足够;

3. 3.

   最关键的因素就是太阳照射卷云层的角度正好要为58度（也有资料说是58°-68°）

环地彩虹弧现象是一种发生概率极低的罕见现象，一般发生在太阳位于高空位置，其光线穿过高海拔带有较多冰晶的卷云层形成的情况下。带有冰晶的卷云层折射光线形成不同可视光谱的波段，由于其罕见性，迄今火彩虹现象很少被拍摄到，是极罕见、宛如童话般的胜景奇观。古人常称伟人降生时天空彩云五颜六色有如火烧，即指此现象。

参考资料