張珠容
極光是自然界的一大奇觀,它浪漫、唯美。極光到底是什么?它因何形成?受什么條件限制?哪些地方是理想的極光觀測地點(diǎn)?
極光是一種絢麗多彩的等離子體現(xiàn)象,常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極的地區(qū),在南極被稱為南極光,在北極被稱為北極光。當(dāng)?shù)厍虻拇艌鲈庥鎏栵L(fēng)的強(qiáng)烈擾動時,地球磁層中的帶電粒子和太陽風(fēng)中的帶電粒子就會沉降進(jìn)入地球大氣層,與中性層相互碰撞,以發(fā)光的形式釋放能量。這時,極光就形成了。極光一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀,這些形狀有時穩(wěn)定,有時做連續(xù)性變化??偨Y(jié)來說,產(chǎn)生極光需要這三個條件:大氣、磁場、高能帶電粒子。
在地球上,不少地方可以看見極光,如美國的阿拉斯加、加拿大、芬蘭、挪威、冰島等。阿拉斯加的費(fèi)爾班克斯,它處在北緯65度線上,完美地落在了65度至70度之間的極光活動帶上,不僅天空清澈少云,而且觀測期很長,一年大概有240天能看見極光。對旅行者和攝影家而言,費(fèi)爾班克斯是最佳的極光觀看地、拍攝地。冰島也是看極光的不錯地點(diǎn),因?yàn)樗俏ㄒ灰粋€全境能觀測到極光的國家。
除了南北極光,自然界還有許多“奇光”,讓我們來一一領(lǐng)略。
峨眉“佛光”
公元63年,人們在峨眉山上發(fā)現(xiàn)了一種神奇的“佛光”現(xiàn)象:云霧彌漫之時,當(dāng)一個人站在峨眉山金頂背向太陽而立,前下方的天幕便會出現(xiàn)一個外紅內(nèi)紫的彩色光環(huán),光環(huán)中間則是觀者的身影。而且,人動影隨,人去環(huán)空。
實(shí)際上,峨眉“佛光”是特殊的自然物理現(xiàn)象——光的反射和折射。峨眉山地區(qū)由于森林茂密,山下河流交錯,密如蛛網(wǎng),水汽來源充足,經(jīng)常有云霧彌漫在半山之中,高聳的山峰好像孤島一般,矗立在云海上面。當(dāng)峨眉山上的日光照射到小水滴時,發(fā)生了反射和折射,于是形成彩虹光圈,而觀察者的影子處在光圈中央??梢哉f,是云霧、光照和高度三個條件造就了峨眉“佛光”的天時地利。
海市蜃樓
平靜的海面、沙漠、江面、湖面、雪原等地方,偶爾會在空中或地上出現(xiàn)高大樓臺、城廓、樹木等幻景,這便是蜃景,也叫“海市蜃樓”。在西方神話中,蜃景被描繪成魔鬼的化身,是死亡和不幸的兇兆;我國古代則把蜃景看成是仙境?,F(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)對大多數(shù)蜃景作出了正確解釋,認(rèn)為它是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像,即光學(xué)幻景。
比如,發(fā)生在沙漠里的“海市蜃樓”,就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現(xiàn)的折射現(xiàn)象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤,沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差,在無風(fēng)時,沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷,上層空氣密度高,下層空氣密度低。當(dāng)太陽光從密度高的空氣層進(jìn)入密度低的空氣層時,光就發(fā)生了折射,便將遠(yuǎn)處的綠洲呈現(xiàn)于人們眼前。再如,柏油馬路因路面顏色深,夏天在灼熱陽光下吸收能力強(qiáng),就會在路面上空形成上層空氣冷、密度大,下層空氣熱、密度小的分布特征。這個時候,你能看到柏油路的盡頭仿佛有積水??蓪?shí)際上,地面上的“積水”只是天空的倒像。
“五彩祥云”
2010年8月10日,湖北省宜都市政府大樓西側(cè)上空出現(xiàn)一條帶狀的五彩祥云,并不斷變換色彩;2012年12月9日,山西五臺山風(fēng)景名勝區(qū)臺懷寺廟群上空出現(xiàn)五彩祥云,并持續(xù)4個小時左右。
在民間,五彩祥云寓意五谷豐登和國泰民安,古人也常將五彩祥云的圖案印制在衣物或者隨身攜帶的物品上。但實(shí)際上,五彩祥云和彩虹一樣,都是來源于大氣中的透明雜質(zhì)對太陽光的折射。不過,形成彩虹的大氣比較均勻,而形成五彩祥云的云層厚薄不一。當(dāng)陽光照射進(jìn)來時,因云層中水珠分布不均勻,有的地方厚,有的地方薄,所以折射出的光十分散亂,就形成了色彩不均勻、時時變化的“五彩祥云”。