芬兰摄影师马蒂·赫尔米宁于2026年4月上旬拍摄了一组照片。地点在芬兰北部拉普兰区的一个湖边。时间是傍晚7点40分左右。画面上有一道完整的彩虹，整个弧线由地平线的一端一直延伸到另一端，并且颜色并不是通常所说的七彩渐变，而是一种单一的深红色。赫尔米宁把这张照片发布到了社交媒体上，气象学家证实这是全红彩虹。全红彩虹在气象观测记录中属于少见但是不是未知的现象。它的出现要具备一定的条件，并且这些条件必须全部具备，缺少任何一个都不会成功。

彩虹形成的原理并不难理解。阳光经过大气层时，遇到水滴会发生折射、反射以及色散现象，使光线分解为各种不同波长的颜色。波长决定颜色。红色光的波长大于紫色光的波长。平常所见到的彩虹，是由七种颜色按照一定的顺序排列而成，其中红色位于外圈，紫色则处于内圈。彩虹是由各种颜色的光经过空气中的小水珠发生多次折射、一次反射而形成的。光线由水滴上方射入，经过水滴内部壁面反弹一次之后再从水滴底部射出。该过程就是把白色的光分解开来。红色偏折的角度比较小，而紫色偏折的角度比较大。人的眼睛所看到的是七种颜色的光谱。

全红彩虹的关键是太阳的位置以及水珠的排列情况。太阳要贴近地面，甚至已经降到地平线下一点的地方。在芬兰四月份的第一个星期天下午七点左右的时候，在拉普兰地区太阳的高度角只有不到两度。阳光几乎贴地而射。从这个角度看的话，在经过大气层之后，蓝色光、绿色光和紫色光都会被散射掉。瑞利散射只负责收集短波长光线。当太阳下落的时候，它所经过的大气层会越来越厚，短波光也就会越来越少地照射到水滴上。到达水滴处的光波只剩下了红色和橙色。水滴可以用来分解的光源本来就是红颜色的。反射和折射出来的自然也只会有红颜色。

另外一个条件就是水滴大小。在芬兰北部四月份的时候，气温还停留在零下左右。由于空气中含有大量的水分，在湖面上蒸发出来的水汽遇到寒冷的空气就会凝结成许多小水珠。水滴的直径非常小，一般为0.02mm～0.05mm。这样的大小的水滴对于短波光散射作用更大一些，因此它对长波红光的影响就比较小了。水滴很小，光在水滴内侧传播的距离较短，不同波长不能很好地分开。各种颜色混合在一起，红色占据主导地位。紫光和蓝光还没有分开就被人吃掉了。

赫尔米宁拍照的时候，拉普兰地区刚刚下了阵雨。雨停之后半个小时左右的时候，在西边有一道裂缝，天空也放晴了。太阳从云缝中露出头来，高度角很低。东方的雨幕还没有完全消散，在空中漂浮着很多很小的水珠。阳光由西边较低的角度射来，照射到东方水滴带上。观测者位于中央，背向太阳、面对水滴幕。这时就出现了一道彩虹。从肉眼上看去就是一条暗红的弧线。用长曝光拍摄出来之后，红色比较突出。赫尔米宁使用的是一台全画幅单反相机，其感光度设置为400，快门速度为20/1秒，光圈值为5.6。没有对照片进行后期调色。气象局的人看了原始的RAW文件，并且确定了颜色是真实的。

水滴带的距离决定着彩虹是否完整。赫尔米宁站距离水滴带大约一公里左右。水滴带横向展开足有两三公里宽，纵向厚度不大。阳光以较低的角度照射下来，可以照到水滴带截面的所有地方。从地面上一直到几十米高的水滴都存在反光现象。彩虹的弧线由地面一直延伸到对面的地面，并且没有出现断裂的情况。地平线附近彩虹的部分颜色比较鲜艳，这是因为地平线处的光经过很多个水滴之后，能量损失最多，所以颜色会比较鲜艳。

另外一个是地表反光。拉普兰四月上旬的地面上还留有残雪。雪面反射率很大。除了直接照射在水滴上之外，还有部分光线首先照射在雪地之上然后再反射到水滴中去。反射光本身就是红色的，因为雪地会吸收一部分短波。这就相当于给水滴增加了红光作为辅助光源。双红输入。

全红彩虹在热带地区的日落后的时候会偶尔出现。在如此高纬度的地方出现，并且记载很少。纬度高、太阳下山的速度比较慢，在地平线上的时间也会长一些。拉普兰地区的四月份日落时间会超过40分钟。太阳一直沿着地平线往西运动。给全红彩虹留出的时间窗口要比低纬度地区的要长一些。赫尔米宁表示自己一共拍摄了15分钟，红色弧线一直挂在那儿。颜色由深红色慢慢变为浅粉色，并最终消逝。

光学原理已经讲完了。说回照片本身。赫尔米宁将照片发送到芬兰气象局公开报告系统的网站上。值班气象学家尤哈·科波宁回信说，在芬兰上一次拍摄到全红彩虹是在2019年，地点为拉普兰地区。中间隔了七年。七年间并不是没有发生过的事情，但是没有人恰好处在那个时候、那个地点对准了东方的雨幕按下了快门。赫尔米宁那天本想去拍摄日落湖景的。把相机架好之后再往东方看去，才发现在天空中有一条完全红色的弧线。

全红彩虹和晚霞的不同之处就在于水滴。晚霞是由云层对太阳光线进行散射而形成的。全红彩虹是由水滴对阳光进行折射和反射而形成的。一个是确定了几何形状的一个，另一个就没有。彩虹总是以42度角射出的一道弧线，它的中心点就是观察者的头顶阴影所在的位置。全红彩虹也是一百零八度角，只是光谱只有一条红色光而已。几何位置没有变化，但是颜色却变得非常单调。

赫尔米宁之后把照片打印出来，并且寄了一张到芬兰自然历史博物馆。博物馆回信称将会把年度气象现象档案收入馆藏。照片的元数据中包含了准确的时间、经纬度位置、相机设置等信息。相比于照片本身，这些数据对于气象学来说更加有用。可以计算出当时水滴尺寸分布的情况、大气消光系数以及太阳精确的高度角。完整的自然现象参数记录。

红色彩虹颜色的深浅和水滴是否干净有关。拉普兰地区的空气质量非常好，这里的水中杂质很少。杂质多的时候就会吸收红色光线，所以颜色就变暗了。赫尔米宁拍摄到的红颜色非常透明。说明那天傍晚的空气质量非常好。拉普兰地区的空气长期处于欧洲领先水平。工业污染源比较少，水质也比较纯净。纯水对于红色光线的透射能力最强。

拍摄完毕三天后，芬兰广播公司YLE发出一条短信。不加渲染地说明了拉普兰人发现了全红彩虹的现象。评论区有人把他们用手机拍摄的照片发了过来，颜色要浅很多。手机感光元件对于红光的敏感度比照相机低一些。人的视力要比手机要灵敏得多。赫尔米宁表示自己用肉眼看的时候要比照片上的颜色要红一些。但是相机却降低了红色饱和度。

就是芬兰全红彩虹的事。太阳很低，水珠很小，空气中很干净，雪地上反光强烈，在这个交汇点处就是观测者的所在位置。五个条件同时出现。缺少任何一个都会变成普通的彩虹或者是根本没有。拉普兰的红弧时间只有15分钟，并且它是随机发生的事件。从气象学的角度来解释的话就说得通了。拍摄时人正好在那里。