虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里，下雨前后，当空气里还飘浮着许多小水滴时，太阳光照射到这些小水滴上，由于发生折射作用，就使得太阳光线扩散开来，使之重新成为七种颜色；再经过地面的反射作用，就形成了由外向内、排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的瑰丽多彩的光弧，这便是虹。虹的颜色和宽度取决于水滴大小，空中的水滴越大，虹的颜色越绚丽，虹带越宽；反之亦然。虹的出现，和当地的未来天气变化有着密切关系，我国劳动人民在生活实践中总结的“东虹日头西虹雨”的天气谚语，是有科学依据的。我们居住在温带地区，高空的气流是有规律地自西向东移动的，因此，未来的阴晴风雨的天气变化，是和西方气流的性质有着密切关系的。所谓的“东虹日头”，是指傍晚东方出现虹时，表明第二天是晴天，因为东虹表明东方空气中的水滴很多，湿度很大，但雨区将继续向东发展，不会经过本地区，所以当地不会下雨。而与此相应的西方，空气干燥，将向本地移来，因此当地的第二天将是晴天。“西虹雨”的意思，是指早晨在西方出现了虹，预示不久将出现阴雨天气。因为西方空中含有大量的水滴，这些水滴将向东发展，移向本区。再加上本地随着太阳的升高，低空的水汽继续蒸发不断上升到高空，与高空的水滴相遇，使高空中的水滴不断扩大增多，自然就会形成阴雨天气。
极光形成之谜
在我国东北的黑龙江北部，有时在漆黑宁静的晚上，茫茫夜空中，突然间出现一片红色绒幕。正当人们还没来得及仔细思索时，它又突然变成一片蓝色草地。时而似蟒蛇游动，时而又似骏马驰骋；或者像山间熊熊大火闪烁离合；或者像天神睁开了慧眼，光焰喷射，窥视人间……人们把这种在夜晚天空中出现的扑朔迷离的奇景，称为极光。
冰岛赫克拉火山上空的粒柱极光。
1982年6月18日晚10时左右，在我国黑龙江和吉林西部以及内蒙古和河北北部地区，有人目睹了这样一种极光。在北面天空高地平线附近，先出现了一个月亮大小的半圆形乳白色光片，紧接着，光片呈扇形向东北方向逐渐扩大。约10时15分时，形成弧形光幕，边缘较亮，中部较暗，光幕内看不见星星。然后，弧形光幕继续扩大，亮度锐减，10时30分时，光幕最大，约占天空1／5，而光幕内星星又再现。大约10时50分，光幕大部分消失。大约10时58分，光幕全部消失。
世界各地都出现过极光现象。在北半球看见极光机会最多的区域是美国阿拉斯加北部、加拿大北部、冰岛北部、挪威北部、新西伯利亚群岛南部。相比之下，我国黑龙江北部看见到极光的机会实在很少，并且主要集中在3月、9月份左右，也即在春分和秋分左右。
极光这种壮观的自然现象却有着不容忽视的破坏性。极光爆发期间，严重干扰电离层，从而破坏短期无线电信号的传播，这对通讯、交通都有不利的影响。例如在美国，一个远在阿拉斯加的出租车司机，在极光强烈活动之际，竟收到来自本土东部的新泽西州调度员的命令；同时，监视横跨极地飞行器的预警雷达屏幕上，会突然出现虚假的图像，因而报警。另外，极光不断变化就会在输电线、电话线和输油管道等细长的导体中感生出强大的电流。受感生电流冲击，输油管道可能会发生很大程度的腐蚀。1972年，一次极光使哥伦比亚的一台23万伏变压器炸毁，还导致美国缅因州至德克萨斯州的一条高压输电线跳闸。
这种既绚丽又极具破坏力的极光到底是怎么形成的呢？以往，科学家们普遍认为：来自太阳的高能带电粒子，到达地球附近空间，一旦被地球捕捉，就受到地球磁场的控制，沿磁力线朝地磁极作螺旋下降，再与那里低密度的高层大气相遇而放电发光。或者太阳出现黑子、耀斑、日珥等，组成太阳的物质还不断产生大量带电粒子，如质子、电子等，这些带电粒子像来自太阳的一股旋风（又称“太阳风”），冲入地球范围后，受地球磁场的影响，它们便集中降落到南北地磁极附近的高空，高空大气中的各种气体原子、分子受到这些带电粒子的激发，便造成极光现象。那么依据这种解释，极光就应该在磁极上空以某种“辉点”那样的形式出现。但是，事实并非如此。极光并没有呈“辉点”的表现形式，而是在极区上空呈不规则的椭圆形幻象。这种情况推翻了先前的设想。究竟是怎么回事，还有待人们进一步研究。
假太阳形成之谜
1985年1月3日11时左右，在黑龙江省绥化市的上空出现了一个实属罕见的奇景——“五个太阳”。当天，绥化市被一层轻薄的云笼罩着，快到11时的时候，天空中出现了奇景：太阳光盘呈火红色，边缘为金黄色，光辉夺目；太阳四周有一个46°晕和一个时隐时现的22°晕；太阳两侧各有两“小太阳”，一个白色大半圆光环把四个“小太阳”和太阳贯穿起来，四个“小太阳”十分耀眼，闪烁着灿烂光芒，就像一条闪闪发光的项链上的宝珠。在22°和46°晕的北部，还各有一个凸向太阳的绚丽多彩的弧，两弧都为内蓝外红，光辉耀眼。
天空中真的有五个太阳吗？事实上，一个是真太阳，其余四个只是假象，气象上称为“假日”。假日是太阳光通过不同形态的冰晶所形成的光亮点。这种光亮点通常对称的出现，有时要多达七八个。由于形成几个假日时对光线进出冰晶的位置和冰晶的形态要求很高，所以假日现象比较罕见，多假日的情况就更是世间少有了。各种假日形成的光路和冰晶形状的关系也十分复杂。
1933年9月13日，美国科学家查贝尔在美国西海岸较高纬度的地方观看日落时，拍摄了一组珍贵的照片：一轮又红又大的太阳慢慢西沉，开始由圆形变成椭圆形，接着又由椭圆形变成了馒头形，上圆下平。渐渐地太阳的上半部分也被削平了，后呈现出有棱的四个角，就成了一个罕见的方形太阳。这组照片，引起了当时海内外人士极大的关注。直至今天，仍被作为珍贵资料引用。
在冰天雪地的冬天低空，太阳周围有一圈晕光和两个用日
这种“方形太阳”是由于太阳光通过上下不同密度的大气层时，光线发生折射、反射等原因产生的。在极地和高纬度地区，陆地和海面温度通常不可能太高，近地层的空气温度低于高层的空气温度，这样就出现了“大气逆温”现象。靠近地面或海面的空气密度大，而愈向上密度愈小，当靠近地面和海面的太阳光从这种低空大气中通过时，就发生折射。这种折射光线随着太阳的西落明显地发生向地球一侧弯曲的现象，所以太阳下部分也逐渐发生光的偏折现象，好像是用刀子削平似的，成为一条平行于地平线的直线。随着太阳逐渐西落，它的上半部分也逐渐发生光的偏折，到达一定高度时，太阳的上下边缘都被折射成为直线形，形成了奇特的“方形太阳”。“方形太阳”必须在极地和高纬度地区，无风、无云、空气中没有冰晶雾等严格的天气条件下才可能产生，因此比较罕见。
1979年7月20日的黄昏，一艘波兰纵帆船“晨星号”从旧金山经赤道驶过波利尼西亚，进入萨摩亚以西的海域时，突然闪现出一道光辉耀眼的绿色光芒，一名舵手激动地呼喊起来：“快来看哪！太阳发出绿光！”可是，话音未落，那道绿色的光芒已消逝得无影无踪。
由此可见，太阳绿光的出现确实是可能的，只不过是一瞬间而已。在埃及和亚得里亚海沿岸，几乎每天日出和日落时都可以看到绿光。一般在黄昏时，只要地平线清晰，海面上又没有云彩，就必定会出现绿光。据说，在埃及金字塔里发现的6000年前的图画，其内容就是光芒四射喷着绿光的太阳。
绿色阳光也是太阳和大气层为我们开的一个玩笑。我们通常看到的太阳光，是由红、橙。黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的。而大气中由于上、下层的密度分布不均，空气越往高空越稀薄，因此就酷似一个棱角朝上的“气体三棱镜”。当太阳光线穿过时，光线就折射而发生色散，分散成七种单色光。值得一提的是，这种折射引起的色散，只有当太阳靠近地平线，太阳光几乎朝不同方向穿过非常厚的大气层时，才最明显。这时，太阳光被分散成七种颜色的单色光。因红光波长最长，折射角最小，所以随着落日，红光最先没入地平线以下；其后橙光、黄光、也消逝在地平线下，而此时地平线上还留下绿光。青光、蓝光和紫光。由于青光、蓝光和紫光的波长比较短，在穿过厚厚的大气层时，受到大气中尘埃的强烈散射影响，已经变得非常微弱，超出我们的感觉范围，只有绿光比较强，能够到达人眼，并且显得格外光彩夺目，这就形成了“绿色阳光”的奇观。因为绿色都出现在日没和日出的一小段时间里，所以它存在的时间十分短暂，一般停留1～3秒钟。
地理奇观
奇异的景观
祖国大地铺锦乡，种种神奇的自然奇观令人神往。
峨眉佛光
闻名遐迩的峨眉佛光十分奇特。每当晴日午后，站在峨眉山金顶就可看到这种奇特的景象。即当太阳、云雾、人三者成40度折角时，云层上便会出现一个巨大的光环，光环中有一个人影，这就是观者自己的身影。令人惊异的是：不管金顶上有多少人，光环中的人影始终只有观者自己一个，你看到的是你自己，他看到的是他自己，绝不是别人。
华山球影
西岳华山被誉为“奇险天下第一山”。每年夏至前后，每当晴天傍晚，晚霞消失后，西边地平线上忽然出现一个半圆形。国际天文学家曾就此写过论文，认定华山顶上出现的圆形光环是“地球阴影”。
西海奇
张家界西海的奇峰数以千计。在贺龙公园与神堂湾的风景地段，耸立着一根200米高的石柱，峰顶叠翠，两个山峰中间嵌着一块小石头，这块神奇的石头和石峰，每年出现一次奇迹——晚上发一次光，就像烧电焊似的，火花四射，把整个西海照得如同白昼。其光由弱到强，由此及彼，约持续三四分钟，最后由强变弱，慢慢地消失。
林海光桂
林海光柱是发生在我国大兴安岭、小兴安岭的一种奇异光象。据科学研究分析，这是日月光与冰针配合出现的无数条通天垂直光柱。（冰针是我国北方冬季多见的天气现象）。
武当至影
武当山上的天柱峰有一座鎏金殿，它的四周常飘有流云飞雾。偶尔会出现与金殿一模一样的虚影映在金殿上方，形成雾影两重的奇观。这种光气现象为武当山所特有。
晴日彩云
在台湾省太平山，常可观赏到五颜六色的云彩。只要是晴天，你在山上就会看到这里的云彩有红、有绿、有黄、有青、有紫……一会儿涌来，一会儿散去。有时向你身边围拢，有时飘散而去。人在其中不知所在，似仙非仙，似幻非幻，真是美不可言，妙不可言。
血红月色
张家界天子山的月亮垭，常可见到一种自然奇观。每当久雨初晴的晚上，一轮血红血红的月亮从月亮垭升起，就像初升的红日，发出红色光环，把贺龙公园、石家檐、神堂湾一带照得通红，为周围的群峰染上一层金色。这种神异景色可持续一个多小时。
日月并升
每年十月初的清晨，在浙江钱塘江北岸的鹰穿顶上，可看到日月合成一体，同时从钱塘江上冉冉升起。太阳略大于月亮，太阳的一圈显示出美丽的红色或蓝色光环，十分奇丽壮观。
一人多影
在张家界的金鞭溪上，若遇上秋高气爽晴空万里的好天气，游人会惊奇地发现，你自己的身影由一变二，由二变三，人动影随，影随人至，令游客大为惊奇。
极光极昼
极昼是我国黑龙江省漠河的奇景。每年夏至前后，太阳直至晚上ZI时才姗姗西沉，而凌晨两点又冉冉升起。这时，即便是深夜零点，仍可在户外读书看报。漠河又是我国唯一可看到极光的地方。当极光出现在浩瀚夜空时，只见红光一闪，天空中映出一道道美丽的光束，五彩缤纷，变幻无常。
水火同源
台湾南部关子岭有一举世无双的绝景：水从黝黑的岩缝中涌溢出来，流入一小池中，只见池中滚滚沸腾，火焰不断从水中腾起，如移干柴近之，则会立即燃烧起来。千百年来，火不曾熄灭，水从未烧干过。
响沙蛙鸣
内蒙古伊克昭盟达旗有一座小山，叫叶银肯响沙山，它的面积仅1200平方米。为什么叫响沙山？说来离奇得很，当人们从响沙山的山脊下滑时，沙山就会发出隆隆轰鸣声。如若许多人同时下滑，响声便似浪潮一样，阵阵涌出，起先像机器刚启动，继而雄浑、猛烈，最后发出像喷气式飞机一样巨大的轰鸣声。如果用手捧沙或将手插入沙中，便能听到“哇哇”的蛙鸣声。
怪石牛鸣
广西靖西县境内有块巨大的怪石，表面非常光滑，中间和底部有许多天然洞孔。大者像碗口，小者也有铜钱那样大。洞孔呈喇叭形，若向小洞内吹气，巨石便发出“哞哞’的叫声，像牛叫一样。
漩塘怪水
贵州安顺龙宫风景区内有个罕见的神奇之塘，直径100多米。该塘的水是流动的，水流按顺时针方向慢慢旋转，约3～4分钟转一圈，人叫它为“漩塘”。塘的附近有一条小溪，溪水以中间为界，水向两头相背而流。