首先，這張圖是真實的，類似的圖片網上很多，例如：
因此不用懷疑圖片的真實性。但是這不是彩虹，從空中俯視彩虹應該是一個明顯的圓或圓的一部分：
如同另一位答主 @Thor 所言，通常空中俯視看到的彩虹要比從地面上看到的彩虹更接近一個圓，這是由於觀察角度引起的，具體原因在此不贅述。
那麼題目中的景象是由於什麼原因產生的呢?簡單來説，是因為偏振與雙折射。讓我們從頭説起。
1、太陽光是沒有特定偏振方向的，但是水面對太陽光的反射卻是有偏振選擇性的，可以理解為一個偏振方向反射的多，另一個偏振方向反射的少。因此廣袤的海面反射的太陽光會成為部分偏振光，為了便於理解，就簡單認為海面反射的光是某個方向偏振光即可。
2、鏡頭前加裝偏振片後，可以將偏振片旋到與海面反射光偏振方向垂直的角度。這樣反射的太陽光就會被擋住。説句題外話，要想避免拍攝水中物體時受到波光粼粼的反射的影響，一般都要裝這樣一個偏振片。
3、最重要的一點來了。如果僅僅是加裝了一個垂直角度的偏振片，至多使得俯瞰大海時顯得暗淡而已，為何會出現彩色條紋呢?這其實是因為飛機窗户雙折射效應的影響。
可能很多人並不清楚，飛機窗户並不是普通的玻璃，因為普通玻璃在反覆壓力與温度變化下會變得很脆甚至碎掉。因此飛機窗户一般都是有機玻璃的，其實就是塑料的。而這種材料在加工過程中會殘餘部分應力，裝配好之後也會受到環境壓力的作用，從而產生一種特殊的光學現象：雙折射。
要真正理解雙折射是個很複雜的過程，涉及到的背景知識太多，我們直接跳過。形象理解雙折射的作用就是，它可以旋轉光的偏振方向，當偏振方向恰好被旋轉了 90°時，原本不能通過鏡頭前偏振片的太陽光就進入了相機。而偏振方向旋轉的多少是與波長、光程、雙折射效應強度有關係的，其實就是與波長、有機玻璃板的性質(如應力分佈、厚度變化等)有關係，因此廣袤的海面就會呈現出漸變的彩色。
在上述過程中，海面、飛機窗户和鏡頭前的偏振片缺一不可。因此，這是大自然的鬼斧神工和人類科技共同孕育的美麗景象。
作為一隻科研狗，自然不能只放嘴炮。因此我用手邊的工具檢驗了這一理論。
1、將電腦屏幕調整為純白(比如我特別隨意地打開了畫圖)，由於液晶屏中有偏振夾層，因此可以認為此時液晶屏變成了一個發射偏振光的白色光源。
2、將偏振片旋到與液晶屏偏振垂直的方向，此時透過偏振片看液晶屏幾乎是純黑的：
3、把塑料水杯放在液晶屏前，是沒有彩色條紋的：
4、將第 2 步中的偏振片放置在水杯前，赫然出現了彩色條紋：
5、其實只要是透明塑料都可以，比如隨手拿了支中性筆：
如果大家手頭有看 3D 電影的偏振眼鏡，不妨動手試驗親眼看一下，效果會比我用手機拍攝的更加明顯。