天気のことわざで、「日暈が出ると雨」などと言われるように、たしかに内暈が出た翌日あたりは雨になることが多い。これは内暈をつくる巻層雲が、低気圧の前面に出来ていることが多いから。つまり、
　内暈が出る→上空に巻層雲が広がっている→低気圧が近づいている前触れ→明日は雨
というわけだ。

　内暈は、空に色付いた大きな円を描くという点では虹と似ているが、大きく異なる点も多い。

　まず違うのが、それが見える場所だ。　虹は太陽とは反対側の空に現れるが、内暈は太陽の周囲に現れる。

　大きさも違う。虹は対日点を中心とした半径約42度の円だけど、内暈は太陽を中心とした半径約22度の円になる。虹と比べれば、小さい円だ。

　そして虹をつくり出すのは水の粒だけれども、内暈をつくるのは氷晶と呼ばれる、ごく小さい氷の粒。たとえ熱気ムンムンの真夏でも、何千メートルもの上空は氷点下の世界。そこにある氷の粒が、このクールな気象光学現象を見せている。

　もうひとつ違う点がある。色の並び方だ。虹の場合は外側から赤→橙→黄色…と並び、いちばん内側が紫になる。しかし内暈はその逆で、内側が赤になる。しかも暈は虹のように綺麗に色が分離しておらず、特に外側は白っぽい光になっていることが多い。

　さて、ここからは内暈という現象を、もうすこし突っ込んで考えてみよう。
　夏でも高層の空は気温が非常に低く、薄い雲をつくっているのは水滴ではなく、主に氷晶だ。この氷晶は雪の結晶の卵とも言えるもので、氷点下10度以下にもなる極寒の地では、地上でも見られる。これは別名「ダイヤモンド・ダスト」とも呼ばれる。
　氷晶は六角形の断面をもっていて、平べったい板みたいなものもあれば、鉛筆のように長い柱状のものもある。


　これらの氷晶の側面に光が当たると、空気と氷の境界面で２回屈折して、再び外へ出てゆく。（右の図）
　氷晶はいろいろな向きで空気中に浮かんでいるけれども、側面に光が入射した場合、ある一定の方向に集中して射出させる性質がある。その一定の方向というのが、入射方向に対して約22度の角度になる。それが内暈として見えるわけだ。

　ではなぜ約22度の角度に光が集中するのか。興味をお持ちの方のために、概略を数式で説明してみると．．．

　下は、氷晶の断面図。正六角形の辺を延長すれば正三角形になるので、氷のプリズムだと思えば分かりやすい。

　さて、光が氷晶に入るときと出るときに、屈折して向きが変わる。入射した光の方向と、射出する光の方向の差が偏向角だ。
　この偏向角は、光が入射する方向によって変わる。


空気の屈折率をn1、氷の屈折率をn2として、光が入射角θ1で入射したとき、
屈折の法則（スネルの法則）より
　　n1sin(θ1) = n2sin(θ2)

上式を変形してθ2を求めると
　　θ2 = asin(n1sin(θ1)/n2)

右側の境界でも光は屈折する。そのときの入射角θ3は
　　θ3＝180-120-θ2＝60-θ2

同じように屈折の法則より
　　n2sin(θ3) = n1sin(θ4)

上式を変形してθ4を求めると
　　θ4 = asin(n2sin(θ3)/n1)

以上まで求めたθ1〜θ4から、偏向角が求められる。
　　偏向角：θ5＝(θ1-θ2)+(θ4-θ3)

　空気に対する氷の屈折率は1.309なので、n1=1, n2=1.309を代入して入射角θ1と偏向角θ5の関係を計算した結果が、下のグラフになる。
　なお入射角θ1が約14度以下では、氷晶内を進んだ光が境界に当たる角度が浅くなる（θ3が大きくなる）ことにより、光は全て反射してしまい、外に出てこれない。（これを全反射という）　下のグラフで、入射角θ1＝0〜14度の間がないのはそのためだ。

　さて、ここで肝心なのが、入射角が33〜50度くらいの間では、偏向角が約22度付近で極小となり、ほぼ同じ値になること。（これを最小偏向角という）
　氷晶にあたる太陽光線の方向は一定だが、その氷晶自体は様々な方向に向いているから、入射角はバラバラになっているはずだ。しかし、上記の角度で入射する光は、すべて同じ方向に射出される。どういうことになるかというと、集中して光が射出される方向がある。
　言い換えれば、空に無数に浮かんでいる氷晶のうち、太陽から約22度ずれた方向にある氷晶からの光が、特に強いことになる。それが内暈として見えるというわけだ。

○撮影データ（ページ上の写真より） ・１枚目 　日時：2003年6月7日　　　場所：東京都江東区 　カメラ：ペンタックス MZ-5　　レンズ：ペンタックス SMC F Fish-eye Zoom 17-28mm F3.5-4.5 　フィルム：ベルビア50　　その他：シャッター速度優先 1/250秒 　主にゴミや残土を埋め立てて造成された、東京都江東区若洲。そこにある公園で出会った内暈です。対角線方向で180度の画角をもつ魚眼レンズで、空をまるごと写し込みました。広々とした埋立地は障害物もなく、空の観測・撮影に適していると思います。 　なお、半径約22度の内暈の他に、半径約46度の外暈（そとかさ）もあります。内暈に比べて光が弱いので、滅多に見られないようです。 　それから内暈は、月の回りにも現れます。太陽の場合は日暈ですが、月なら月暈です。月は太陽に比べて眩しくないので、見つけやすいかもしれません。 ・２枚目 　日時：2004年4月11日　　　場所：千葉県浦安市 　カメラ：ミノルタ TC-1　　レンズ：ミノルタ G-ロッコール 28mm F3.5 　フィルム：ベルビア50　　その他：絞り優先 F16 　ディズニーランドで有名な千葉県浦安市で見た内暈。羽田空港が近いため、写真内に旅客機が見えます。 　内暈は太陽の周囲に見える現象なので、光環ほどではないにしても、けっこう眩しい方向を見なければなりません。 　ちなみに内暈全体をカメラで撮影するなら、35mmフィルム換算で焦点距離28mm以下の広角レンズが必要になります。（28mmレンズの画角が、フィルム中心から上下方向で atan(フィルム上下幅の半分=12mm／焦点距離=28mm)≒23度 のため）