可见彩虹评估概念模型构建及全国范围内彩虹资源时空分布特征分析

陈青昊 王秀荣 于涵 王媛 赵嵘 卢燕宇

1 中国气象局公共气象服务中心，北京 100081

2 新疆伊犁州昭苏县气象局，新疆昭苏 835600

3 安徽省气象局，合肥 230031

1 引言

气象气候条件既是重要的自然资源，又是主要的自然景观旅游资源之一（郑霖, 2000）。我国文化传统中随处可见对气象景观的热爱。在我国，把气象景观视作资源的观点在1982 年已经出现在相关研究文献（艾定增, 1982）之中。1988 年以来，随着旅游地学开始崛起，针对风景地貌、水域景观、森林植被等自然旅游资源的评价、构景与旅游吸引力等方面做了大量研究工作，取得了良好的社会效益, 为我国旅游业的发展做出了贡献（彭永祥等,2009）。气象景观作为气象旅游资源的一个重要组成部分，它可以自成风景，或与特定地形、环境等配景、构成许多旅游景区内的主景、名景或绝景。美丽的气象景观资源会对旅游者产生巨大吸引力，对其合理开发利用会产生显著的经济效益、社会效益和环境效益（冯新灵, 1997）。进入21 世纪以来，随着我国经济水平大幅提高，居民旅游消费需求正处于爆发式增长阶段，在这种社会背景下，人们踏进大自然，享受良好生态资源环境，欣赏大自然美景、康体养心的愿望明显增强，针对气象和旅游的相关服务和研究逐渐被得到重视（张爱英等, 2018）。在对气象景观资源的研究方面，截至目前，不仅出现了对特定景区如黄山（杨贤为等, 1999; 程静静,2010）、庐山（岳旭和张小鹏, 2018）、华山（曹慧萍, 2016）、井冈山（周玮, 2013）等著名景区内气象景观资源的总体分析，也有针对部分省域范围内的气象景观资源分析（杨尚英, 1996; 黄东林等,2013）；部分研究成果中则专门针对某地某种特定气象景观特征及其景观预报模型进行了分析探讨（吴有训等, 2005; 张锴, 2019; 章开美等, 2020），周丽贤等（2016）则对全国范围内雾凇景观资源时空分布特征进行了分析。

随着气象景观作为旅游资源日益得到重视，2016 年4 月，中国气象服务协会发布团标《气象旅游资源分类与编码(T/CMSA 0001-2016)》（中国气象服务协会, 2016），将彩虹中的虹和霓列入到了气象旅游资源中的天气景观资源的分类中。彩虹景观具有极高的观赏价值，在当前国家鼎力发展全域生态旅游的大背景下，一些彩虹资源比较丰富的地区，完全可以将彩虹资源作为吸引游客的气象旅游资源进行推广。各地彩虹出现的可能性和频次看似随机，实则大有规律可循。针对彩虹这一自然现象，历史上，很早开始就有人试图探索它的形成原因，而且也发现了一些科学性的内在规律（方兆佳, 1996）。截至目前，学术界对形成彩虹的物理机制以及色彩、亮度分布的研究已经相当完善（Adam, 2002），但尚未见有针对全国范围内彩虹资源时空分布属性的系统性分析研究成果。另外，按《地面气象观测规范天气现象(GB/T35224-2017)》（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会, 2017b）的规定，彩虹不是常规气象观测业务中的观测内容，仅在个别地方依据气象服务的需求进行观测，所以无法直接获得全国范围内彩虹资源的空间分布情况以及各地彩虹可能出现的一些规律特征。为此，本研究基于彩虹形成的光学原理和天气学原理等，构建彩虹资源评估概念模型；并依据此模型，对全国范围内彩虹资源的时空分布情况展开全面分析，以期为广大彩虹观赏爱好者或者一些地方政府及旅游资源开发部门合理开发利用彩虹资源和宣传等提供参考。

2 研究方法

2.1 彩虹形成的物理机制

彩虹是虹（称主虹）和霓（称副虹）天气现象的总称，是一种发生在大气中的光学现象。

以几何光学的观点看，阳光照射到空中的一个水滴时，在进入和离开水滴的过程中会经历两次折射，在水滴内部会经历一次反射，最终入射光线和出射光线形成大约42°的夹角；当阳光照射在大量的空中水滴上，会在观察者眼中呈现出在太阳相对的方向、角半径约42°、外红内紫的彩色圆弧，被称作虹（亦称主虹、1 阶彩虹）；在虹的外侧，有时能观察到另一条彩色圆弧带，称为霓（亦称副虹、2 阶彩虹）。形成霓时，入射阳光在水滴内部比形成虹时多经历一次反射（盛裴轩等, 2013）。这使得霓的亮度仅有虹的1/8 左右（Können, 2017）。另外，光线还可能经过更多次数的反射形成高阶彩虹，但高阶彩虹亮度很暗，在自然界中极不容易被观察到（Haußmann, 2016）。

彩虹形状实际上是一个完整的圆。由于球形水滴的对称性，大量雨滴的出射光线，在观察者眼中会呈现出一条圆心为对日点、角半径约为42°、宽度约为2°、内侧为紫色、外侧为红色的彩色圆弧带。如果观察者位于孤立山峰或在飞行的空中，阳光可以照射到比观察者所处位置更低的地方，当这些地方有足够数量和大小合适的水滴，而且范围足够大的情况下，就可以看到完整的彩色圆环，也就是“全圆彩虹”。该现象被多次观测摄影拍到（Crockett, 2014; 赖比星等, 2017）。

通过对形成彩虹的物理机制的分析与计算，得知彩虹亮度首先是依赖于入射阳光的强度：阳光越强，则彩虹的亮度越高，越显眼。入射阳光的平行度越好，也就是散射光越少，则彩虹的色彩越鲜艳。其次，虹的色彩、亮度分布与雨滴大小之间也有一定的关系，一般而言，雨滴越大，虹的色彩就越鲜艳明亮（Lee, 1998）。当雨滴的直径在1～2 mm时，紫色和绿色光环特别鲜明，红色光环也很纯净（《大气科学辞典》编委会, 1994）。

2.2 形成可见彩虹的自然因素

从形成彩虹的物理机制可以推断出，出现彩虹所需要具备如下4 个主要自然条件：

2.2.1 空中水滴

若要形成五彩缤纷的彩虹现象，首先在太阳的相对方向要有降雨，使得空中有足够数量和大小合适的水滴来形成雨幕。雨滴数量越多、直径大，则会有更多的阳光被雨滴拦截，通过雨滴对光的折射、反射等过程而形成彩虹。雨滴直径大也会使得彩虹更为鲜艳。

从对不同种类的云所形成的降水的雨滴大小分布，也就是雨滴谱的研究结果看，积雨云和积层混合云降水谱很宽，而且大水滴偏多（陈宝君等,1998）。依照天气学原理，这类云由于在形成时对流旺盛，往往伴随着雷暴活动。同时，在出现彩虹的方向，若形成降雨的云厚度和密度较高，则云底的亮度低，能够更好地反衬出彩虹。而在面对太阳的方向，需要有云的空隙，使得阳光能够透过云隙直射到对面天空的雨幕上。这就要求形成降雨的天气系统尺度不能太大，这种小尺度的天气系统多是容易出现在形成雷阵雨的对流性降水天气系统中（朱乾根等, 2000）。所以，发生雷暴天气越多的地方，出现彩虹的几率则可能会越大。

2.2.2 太阳高度角

太阳的高度也是决定能否出现可见彩虹的重要因素之一。从虹的几何光学解释中，可以推断出，当太阳的高度角为h时，虹的最高点的仰角θ=42°-h（Cowley and Schroeder, 2018）（图1a）。也就是说，在平坦地形中，太阳的角度越低、越接近地平线，虹的最高仰角越大，观察者可以见到更高、更大的彩虹。当太阳地平高度角h＞42°时，可计算得出虹的最高点仰角θ＜0，其物理意义是虹的最高点位于地平线以下。所以，在平坦地形中，这种情况下观察者看不到彩虹。（图1b）。

图1 （a）彩虹最高点视角与太阳高度角的关系示意图；（b）当太阳高度角大于42°时彩虹不可见示意图Fig. 1 (a) Relationship between the rainbow apex and the solar altitude; (b) sketch map of a rainbow that cannot be seen when the solar altitude is over 42°

由此可见，由于地球的形状和运动规律，在一年内的每一天，假设形成彩虹的其他条件都成立，在平坦地平面上观察者能否看到彩虹还决定于太阳高度角是否小于42°。因此，对某一地点而言，若其他条件相同，则太阳高度角小于42°的时间越长，出现可见彩虹的可能性越大。

2.2.3 空气透明度

在形成彩虹的过程中，大气对阳光的吸收和散射会降低照射到雨幕上的光线的强度，使得彩虹的亮度降低，降低了彩虹的观赏品质。而散射使得入射阳光的方向变得散乱，平行度变差，光线的入射角不仅分布在0.5°的范围内，在其他角度上也会有光线。这样，在观察者某一视角上，不仅有主要形成彩虹的彩色光线，同时也可能有其他入射角度的不同色彩的光线。不同色彩的光混叠在一起，光谱分布变宽，造成色彩饱和度下降（李林, 2010），也会导致彩虹观赏品质下降。同样，对于从空中水滴中出射的彩色光线而言，空气的吸收会降低彩色光线的亮度；空气的散射会令不同波长也即是不同颜色的光线混叠在一起，降低色彩的饱和度。两个因素共同使得彩虹变得黯淡。

可见，空气透明度会在相当程度上影响到彩虹的观赏价值，空气透明度差则彩虹的观赏品质也差。但是在现有的气象观测资料中，没有空气透明度的数据，但大气能见度是反应大气透明度的一个重要指标（施悯悯等, 2017）。因此，可以用雷暴日，也就是有可能出现彩虹的天气中，大气最大能见度数据来衡量总体的彩虹的观赏品质，即雷暴日平均最大能见度越高，总体的彩虹观赏品质越高。

2.2.4 地形

地形条件会从两个方面影响到出现彩虹的可能性。一方面，各类天气的出现会和地形有一定的相关性，地形对强对流和暴雨有明显影响（伍荣生,1999），而强对流往往导致雷阵雨，雷阵雨越多的地方，越容易出现彩虹。夏季山区对流性降水远多于平原，这是因为在山区阳坡上容易接受较多太阳光，造成午后阳坡温度远高于周边空气温度。较大的温差，导致形成热对流中上升气流更为旺盛，随后迅速发展成为雷阵雨天气，俗称过雨和太阳雨，形成彩虹现象，同时也容易形成大的雨滴，进而出现高品质的彩虹。另一方面，在视野开阔，没有高山阻挡视线的地区，意味着在更大范围内出现的彩虹可以被观察到，看到彩虹的可能性有所增加。当然，若观察点高于周边（如飞机，或者是山峰上），则在太阳高度角大于42°时也能够看到彩虹，增加了看到彩虹的可能性。

2.3 可见彩虹评估概念模型构建

2.3.1 评估概念模型构建

从以上各项自然条件综合分析可见，发生雷暴天气越多的地方，出现彩虹的几率则可能会越大；一天之中太阳高度角小于42°的时间越长，出现彩虹的几率也会越大；同时，地形决定了能看到多大范围内出现的彩虹，影响彩虹出现的概率；空气能见度的高低，则决定了总体的彩虹的观赏品质。

由此，可以得出，在同一个地点，在所评估的时段内、所有观测到的雷暴日中、太阳高度角小于42°的总时长，与所评估的时段内观测数据总时长的比值，能够反映出此地在时间维度上出现彩虹的可能性大小，可以由此评估出此地彩虹资源的丰富程度，并可依据该比值对不同地区之间彩虹资源进行比较。将该比值定义为彩虹资源数量指数RRQI（Rainbow Resource Quantities Index），其计算方法如下：

其中，n为评估时段内观测资料总日数；m为雷暴日数；ti为当日太阳高度角小于42°时长（单位：h）。综合考虑雷暴日数、太阳高度角、地形及空气能见度这4 个因素，构建可见彩虹资源评估概念模型，如图2 所示。此概念模型中，雷暴日、能见度可以从常规地面气象观测资料中获取；地形资料来自于相关地理信息数据；某地区太阳高度角小于42°时长则可以由其所在纬度计算得知。

2.3.2 彩虹可见的适宜太阳高度角时长计算方法

一天之中太阳高度角h＜42°的时长随地理位置和日期是不断变化的。从文献调研的结果看，目前没有直接计算太阳高度角在一定范围内的时长的计算方法。所以，有必要从已有文献中的太阳高度的计算方法进行推导。

对于太阳天体，在不同的时间和地点，高度角的计算有如下方法（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会, 2017a）：

其中，h为太阳的高度角；Φ 为纬度值；DE为太阳的赤纬值，随日期而变化,可以用经验公式进行计算；T0为太阳的时角。

对于同一地点（纬度Φ 为固定值），同一天中（因为太阳赤纬角在一天中变化很小，可视DE为固定值），当太阳的时角T0=0°时，sinh有最大值。对应的实际情况是正午时，太阳仰角为一天内的最高。之后随时间推移，太阳向西移动，时角T0不断增大，太阳高度角h及其正弦值sinh不断减小。

依据公式（2），可以推得当给定某一太阳高度角时，太阳时角的计算方法：

需要注意的是，因为当纬度为±90°时，公式（3）的分母为0，所以不能用来计算南、北极点的情况。

由此可以求得除南北极点（Φ=±90°）之外太阳地平高度角为42°时太阳的时角T42：

考虑大气层对光线的折射，将h=-0.6°，也就是太阳实际高度角在地平线下方0.6°作为日落的条件，代入可以求得除南北极点（Φ=±90°）之外日落时太阳的时角Tsunset：

在式（4）和式（5）中求取反余弦值时，可以得到正负两个结果，分别对应着上午和下午两种情况，取两个结果中的正值，也就是仅计算下午的情况。

由于太阳一小时内在天球上大致运行15°（刘学富, 2004）。可计算出正午之后，太阳高度角低于42°的时长t（单位：h）：

在忽略一天中太阳赤纬角微小变化的条件下，某一地点上午太阳高度角低于42°的时长与下午相同，所以全天太阳高度角低于42°的时长为（6）式计算出的t的两倍，也就是2t。

3 全国彩虹资源时空分布特征评估分析

基于本研究构建的彩虹资源评估概念模型，应用全国2410 个气象观测站雷暴日和能见度历史常年资料（1981～2010 年）及其相关经纬度坐标，对全国范围内的彩虹资源时空分布进行定性或定量评估，以期对我国的彩虹景观资源分布做摸底调查，为全域生态旅游建设提供支撑依据。

3.1 全国雷暴日时空分布统计分析

应用1981～2010 年全国2410 个气象观测站的地面观测数据中的雷暴日数据进行分析，得到全国年均雷暴日数分布情况，如图3 所示。

图3 1981～2010 年全国年均雷暴日数分布Fig. 3 Annual average thunderstorm days in China during1981-2010

可以看出，全国雷暴天气多发地区主要在华南、云南南部和青藏高原部分地区。在北方，华北北部和新疆西部的部分地方雷暴天气相对较多，其中新疆的昭苏尤为突出，全国的站点中可以排到第46 位。

在不同的季节中，雷暴的分布呈现着不同的特点。每年冬季（12 月至翌年2 月），全国雷暴天气频率总体不高，雷暴天气最多为云南江城，月平均雷暴日数为1.59 d。北方多数地区基本没有雷暴天气。如果考虑此时日照时数总体偏短，可以认为，这个季节出现彩虹的可能性总体很低（图略）。

春季（3～5 月），全国雷暴天气逐渐活跃，大多数地方都可能出现雷暴天气。雷暴相对较多的地方主要是南方和青藏高原的部分地区，最多的地方是在云南南部和海南北部（云南勐腊月均雷暴日数最多，有12.37 d，其次是海南北部的澄迈，月均雷暴日数10.64 d）。值得注意的是，在新疆西部靠近边境的一些地方，部分地方雷暴天气和北方其他地区相比要偏多。如新疆的昭苏，月均雷暴日数5.61 d，在全国2410 个站点中排名第410 位，在北方地区位居首位（图略）。

夏季（6～8 月），是全国出现雷暴最频繁的季节。总体看，雷暴最多的地方集中在华南、青藏高原一带（海南澄迈月均雷暴日数最多，达到20.32 d）。在北方，新疆的昭苏极为突出，月均雷暴日数18.68 d，不仅超出了北方其他站点，在全国的排名中也仅次于海南的澄迈和广西的东兴，位于第3 位。

秋季（9～11 月），全国雷暴天气总体上明显减少，全国雷暴日数最多的云南的澜沧，月均雷暴日数为8.83 d。华南、青藏高原雷暴日数相对较多一些。再加上日照时间变短，出现彩虹的可能性明显降低（图略）。

总体看，在雷暴日数这个因素上，华南、云南南部和青藏高原地区相对较多。冬季，华南一带看到彩虹的可能性在全国范围内排名靠前，但是总体数量不多。在其他的季节当中，出现彩虹的可能性位居前列。但是也要看到，北方地区虽然整体上雷暴日数相对较少，出现彩虹的可能性不高，但个别地方在春末至秋初这个时段，会在全国排名中非常靠前。

3.2 太阳高度角在我国范围内变化规律分析

由历法的制定原则可知，每年度内的同一日期中太阳高度角变化幅度不大（余明, 2001）。考虑到太阳高度角南北半球的对称性，以及上下午的对称性，因此以公式（6）计算了一年中北半球范围内下午的太阳高度角小于42°的时长(t)，从中可以看出太阳高度角小于42°时长的总体分布趋势。计算结果如图4 所示。

图4 中，横坐标为年度日期变化（1 月1 日至12 月31 日）。纵坐标为正午之后到日落、太阳高度角小于42°的时长（t）的变化。图中每一条线表示出某一纬度下年度内t随日期的变化。

图4 彩虹可见的适宜太阳高度角时长在一年内随纬度变化示意图Fig. 4 Variation with the latitude of the suitable solar altitude angle duration (t) for rainbow visibility in one year

选取0°（赤道）、10°N、23°26′N（北回归线）、30°N、40°N、50°N、66°34′N（北极圈）、70°N 以及接近北极点的89°N 的变化情况进行分析。从图中可以看出，从春分日到秋分日这段时间，随纬度的增高，每天能够形成彩虹的太阳高度角时长t快速增加，在40°N 以南大部地区，大多日期内均在4 h 以下；而在以北地区，t基本随纬度增长而快速增长，在70°N 以北地区，能够高达11～12 h。因此，对于越往北地区，在这个时段中，形成彩虹的因素里，太阳高度角方面具有优势。

在从秋分到翌年春分的较冷时间段内，太阳高度角随纬度变化较为复杂。但由于发生雷暴天气越多的地方，出现彩虹的几率则可能会越大，而雷暴天气又多出现在暖季对流性天气系统中，因此从秋分到春分气候冷季中出现雷暴天气的可能性小，使得出现彩虹的可能性小。所以，这个时段太阳高度角随纬度的变化情况不再进行详细分析。

3.3 彩虹资源数量指数（RRQI）分布情况

首先由全国范围内各站的经纬度，应用公式（6）计算得出1981～2010 年每一天的可见彩虹适宜太阳高度角时长ti，然后结合各站雷暴的观测数据，按照公式（1）计算得出1981～2010 年全年彩虹资源数量指数（RRQI），其全国分布情况如图5所示。

图5 1981～2010 年全年彩虹资源数量指数（RRQI）分布Fig. 5 Distribution of the rainbow resource quantity index (RRQI) during 1981-2010

从全年RRQI 的分布情况看，与雷暴日数量的分布情况有所类似。华南、云南南部以及青藏高原一带明显高于其他大多数地方。全国2410 个气象站中，最高的地方是海南的澄迈，RRQI 为1.96。北方整体不高，但新疆昭苏一带非常突出，RRQI达到1.85，仅低于海南澄迈、云南勐腊、江城，位列第4。另外华北北部及东北一带也有相对比较高的地域。

选取每年5～9 月的时段计算RRQI（图6），全国平均值为1.39，相比于全年的全国平均值0.71 提高了将近一倍，这表明，全国的彩虹在这个时段出现得更为集中，出现频率更高。

RRQI 分布的情况也有所变化：华南、云南南部及青藏高原一带虽然仍然比其他大多数地方高，但因为纬度较低，太阳高度角小于42°的时长偏短，所以优势有所减弱。新疆伊犁河谷一带得益于雷暴日多，且纬度较高，太阳高度角小于42°的时长较长，所以RRQI 的数值较大，其中昭苏达到4.11，在全国2410 个气象站中达到第一位。另外，华北北部以及东北一带，得益于纬度较高，太阳高度角低于42°时长较长，5～9 月期间的RRQI 相比全年的分布更为靠前，考虑到5～9 月期间这一带旅游季节的集中时段，也具有一定开发当地彩虹资源的优势。

3.4 空气透明度分析

应用1981～2010 年全国2410 个气象观测站的能见度观测数据，将每个雷暴日的最大能见度进行累加，然后求取平均值，得到每个站点的雷暴日平均最大能见度。全国全年雷暴日平均最大能见度的分布趋势如图7 所示。

从图7 分布趋势看，全国大多数地方的雷暴日平均最大能见度能够达到10 km 以上。其中，中东部平原地区最大能见度基本不足20 km，相对不利于出现观赏品质高的彩虹。我国中东部大部地区，仅内蒙古中东部、华北北部的部分地区，以及川西高原、云南大部和海南大部雷暴日平均最大能见度能达到30 km 以上；在我国西部地区，除了新疆塔里木盆地由于存在塔克拉玛干沙漠，以及一些戈壁、沙漠地带外，大多数地区达到了30 km 以上。

图7 1981～2010 年全国雷暴日平均最大能见度分布Fig. 7 Distribution of the daily mean maximum visibility of thunderstorms in China during 1981-2010

3.5 地形地貌

在对全国的彩虹资源进行评估中，地形对天气的影响结果包含在对雷暴数据的统计当中。且在地形对可见彩虹范围的影响上，对全国范围来说意义不明显。因此，在对全国范围的彩虹资源分布情况进行评估时，地形的因素不再单独考虑。

4 全国范围内彩虹资源分布综合评估结果分析

运用彩虹资源评估概念模型，结合以上各项气象观测数据分析以及太阳高度角的变化规律，得出了全国彩虹资源的分布情况：

（1）华南以及云南南部和青藏高原地区雷暴日相对较多。冬季，华南一带看到彩虹的可能性在全国范围内排名靠前，但是总体数量不多，其他的季节当中，出现彩虹的可能性位居前列。北方地区整体上看雷暴日数较少，华北北部和新疆西部的部分地方雷暴天气相对较多。同时季节差异比较大，使得在春末到秋初这个时段里分布集中，出现的频率较高。

（2）结合太阳高度角的条件，可以计算出彩虹资源数量指数。从其分布情况看，全年华南、云南南部以及青藏高原一带明显高于其他大多数地方。在彩虹分布集中的5～9 月，北方地区优势上升，新疆伊犁河谷一带达到领先位置，昭苏跃居第一。另外，华北北部及东北一带RRQI 也相对较高。

（3）在能见度方面，彩虹资源数量指数（RRQI）较高的地区中，华南一带大多在30 km 以下，珠江三角洲人口密集、经济发达的部分地区甚至不足20 km，这样的能见度情况对出现观赏品质较高的彩虹不利。而在海南和云南南部的多数地方，雷暴日平均最大能见度基本都在30 km 以上，有利于出现观赏品质高的彩虹。新疆伊犁河谷一带雷暴日平均最大能见度也基本都在30 km 以上。而在5～9月RRQI 相对较高的华北北部和东北一带，内蒙古中东部、河北北部的部分地区也达到30 km 以上。

综合以上各指标要素分析后可以得出，在海南、云南南部及新疆伊犁河谷彩虹数量多、观赏品质高；内蒙古中东部大部及河北北部的部分地区，5～9月期间彩虹数量也相对较多，且观赏品质高。以上地区均具有开发彩虹这种生态旅游资源的优势。

5 讨论

由以上模型构建机理、各项指标要素特征分析、以及对新疆昭苏彩虹资源的评估应用实践结果来看，依据本研究构建的彩虹资源评估概念模型，可以较为准确地评估全国总体或特定地点的彩虹资源分布情况。

从评估结果可见，华南、云南南部和青藏高原地区雷暴相对较多，北方地区整体上雷暴日数较少，但华北北部和新疆西部的部分地方雷暴天气相对较多。且由于春末到秋初这个时段内，北方地区在一天之中太阳高度角小于42°的时长相比于华南、云南南部及青藏高原地区明显较长，加之影响彩虹观赏品质的空气透明度因素上北方部分地区具有优势，所以，北方的个别地方彩虹资源的丰富程度，会在全国排名中非常靠前。例如新疆昭苏，每年5～9月期间，这里彩虹出现的数量和观赏价值均位居全国前列。2019 年，本研究成员依据构建的概念模型对新疆昭苏可见彩虹资源进行了全面和多维度的分析评估，充分验证了当地“彩虹之都”的民间称谓，评估结果得到了有关专家高度认可，为新疆昭苏地区生态旅游资源的挖掘和利用提供了充分的理论依据和支撑。

通过以上的应用分析可以看出，依据光学、天气学、天文学原理，从彩虹的形成机制出发，推断出自然界出现彩虹所必需的条件中，不仅包含目前彩虹预报技术中关注的雷暴日的因素，而且，适宜的太阳高度角也是形成彩虹的决定性因素。雷暴日的数量和适宜的太阳高度角持续的时间基本决定了某一地点彩虹出现的数量，也就是彩虹资源的丰富程度。同时，能见度和地形因素对彩虹观赏品质会产生影响。相比国内黄山、昭苏等一些地区已经业务开展的彩虹预报方法，本概念模型考虑的因素无疑更为全面。因此可以结合现有的时空分辨率更高的降水、云量等数值模式天气预报结果，建立新的彩虹预报模型，不仅可以更为准确地预报彩虹出现与否，而且能够得知彩虹出现时的方位、高度，乃至于彩虹的观赏品质。

由于受制于已有气象观测数据等的局限性，本研究在构建模型时，其天气因素中仅选取了雷暴日和能见度这两个指标，导致模型构建仍未尽完美。随着气象科技水平和业务的发展，并基于出现彩虹的机理，未来需要进一步引入时空分辨率更高的降水、云种、云量以及太阳辐射等数据。因此，此评估模型也有进一步改进的空间。