莫纳克亚山观测到罕见冰冻雾凇现象与冬季风暴关联

2026年1月5日，夏威夷州大岛上的莫纳克亚山（Mauna Kea）山顶记录到一种罕见的“冰冻雾凇”（freezing fogbow）光学现象。这一奇特景象的出现，紧随一场被气象部门识别为“科纳低压”（Kona low）的冬季风暴系统之后，该系统曾为这座休眠火山的高海拔地区带来了可观的湿雪。莫纳克亚火山海拔高达4207米，是全球公认的顶尖天文观测地之一，其山顶的持续亚冰点温度是形成此类光学奇观的必要物理条件。

冰冻雾凇的形成机制涉及阳光穿过雾中处于过冷状态的水滴时发生折射。由于雾滴的尺寸远小于普通雨滴，通常只有十分之一甚至百分之一的大小，导致光线衍射效应显著，因此形成的拱带主要呈现为白色，仅在外缘可能带有微弱的红色光晕，这与色彩分明的标准彩虹形成鲜明对比。气象学家们进一步观察到，该雾凇可能兼具“附加雾凇”（supernumerary fogbow）的特征，这表明大气中存在大量尺寸均一的微小云滴，其原理类似于光波的干涉图案。

“科纳低压”是夏威夷群岛冬季常见的季节性气旋，其特点是带来与常态信风相反的西南向湿润气流，通常从西北方向接近夏威夷，并将中高层大气中的冷空气推向岛屿上空。在莫纳克亚和冒纳罗亚等高耸的火山峰顶，这种冷空气与充沛的水汽结合，引发了降雪，正如2026年1月5日所观测到的情况。这些极端天气事件凸显了莫纳克亚山作为天文台选址的独特气候优势，包括其高海拔使观测点位于90%的水蒸气之上，并能保证每年约300个晴朗夜晚。

冰冻现象的核心要素是过冷水滴，即低于冰点但仍保持液态的水滴。一旦这些过冷水滴撞击到温度低于零度的物体表面，便会瞬间冻结，形成霜状冰晶，即雾凇。莫纳克亚山超过10,000英尺（约3048米）的高度，提供了持续的亚冰点温度环境，使得这种由过冷水滴引发的冰冻现象和光学现象得以发生。