彩虹出现时通常离地面约几十米高，持续时间一般不超过20分钟，这是因为阳光穿过水滴时会发生折射和色散现象。当阳光以特定角度（约42度）照射到水滴表面，不同颜色的光因波长差异被分散成七种颜色，形成我们看到的弧形光影。

彩虹高度和持续时间受多种因素影响。气象数据显示，彩虹出现时水滴高度多在30-100米之间，具体取决于当地湿度与风速。例如前年浙江暴雨后观测记录显示，彩虹平均高度为68米，持续时间为15-22分钟。大气中水汽含量每增加10%，彩虹可见高度相应提升约5米。而持续时间与太阳高度角直接相关，当太阳角度低于30度时，彩虹会因光线折射角度过大而逐渐消散。这种物理现象在晴朗天气的下午3-5点最为常见，此时阳光穿透云层时的折射效率达到峰值。