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天空中难得一见的绿闪现象,你知道它是如何在日出日落时悄然出现的吗

是的,绿闪是一种非常迷人且稍纵即逝的光学现象!它发生在日出或日落时,太阳圆盘的上边缘刚好在地平线上消失或出现的瞬间,闪现出明亮的绿色光点或光带,通常只持续1-2秒,极其罕见。

它的出现是大气折射、色散和散射共同作用的结果:

大气折射:

  • 地球的大气层就像一个不均匀的棱镜。当太阳光(白光)斜射进入大气层时(尤其是在日出日落时,光线穿过的大气层最厚),光线会发生弯曲(折射)
  • 折射的程度取决于光的波长(颜色)。短波长(蓝、紫光)比长波长(红光)折射得更厉害。想象一下,白光穿过棱镜会分散成彩虹色,大气层也起到了类似的作用,但效果更微妙。

色散:

  • 由于不同颜色的光折射率不同,当太阳靠近地平线时,它的圆盘实际上被大气折射“分解”成了微弱的彩色光带。
  • 红光折射最小,看起来位置最低
  • 橙光、黄光依次向上。
  • 绿光、蓝光、紫光折射最大,位置最高
  • 在正常情况下,这些微弱的色带重叠在一起,我们看到的仍然是白色的太阳(或略带红色的落日)。

关键因素 - 地平线的“切割”与散射:

  • “切割”效应: 在日出或日落的最后一刻(或最初一刻),太阳圆盘的大部分已经被地平线遮挡。只剩下最上边缘的一小部分还可见。
  • 散射的“过滤”作用:
    • 蓝光和紫光: 波长最短,被大气中的分子和微粒散射得最厉害(这就是为什么天空是蓝色的)。在太阳光穿过厚厚的大气层到达地平线附近时,大量的蓝光和紫光被散射掉了,几乎无法到达我们的眼睛。
    • 红光和黄光: 虽然散射较弱,但在这个“切割”时刻,位置最低的红光和黄光部分已经被地平线完全遮挡住了
    • 绿光: 它处于一个“恰到好处”的位置:
      • 它的折射率比红光高,所以位置比红光高一点。
      • 当位置较低的红光/橙光已经被地平线“切掉”时,位置稍高的绿光还在地平线之上,短暂可见
      • 同时,它的波长比蓝光长,散射相对较弱,在穿过厚厚的大气后,仍有足够的强度到达我们的眼睛。
  • 结果: 在太阳圆盘上边缘消失(日落)或出现(日出)的瞬间,最后(或最先)映入眼帘的,就是那一抹短暂而明亮的绿色——绿闪!

为什么罕见?

  • 理想的大气条件: 需要非常干净、稳定、无湍流的大气。任何雾霾、灰尘、云层(尤其是地平线附近的低云)都会散射或阻挡光线,破坏形成绿闪所需的清晰色散。
  • 清晰的地平线: 观察者需要有完全无遮挡、平坦的地平线(如海平面、大草原、沙漠)。山脉、建筑物、树木都会阻挡最后那一点关键的边缘。
  • 精确的时机: 绿闪只发生在太阳圆盘上边缘刚好与地平线相切的那一瞬间,持续时间极短(通常1-2秒,有时更短)。
  • 大气湍流: 空气的波动(热浪、湍流)会扭曲光线,使色带模糊不清,难以形成清晰的绿闪。

总结一下绿闪出现的步骤:

日出或日落时,太阳光斜穿厚厚的大气层。 大气像棱镜一样折射太阳光,将不同颜色的光略微分开(色散),蓝紫光在上,红光在下。 蓝紫光被强烈散射,基本消失。 太阳圆盘的大部分被地平线遮挡。 位置最低的红光首先被地平线“切掉”而消失。 位置稍高的绿光尚未被遮挡,且散射损失较小,成为最后(日落)或最先(日出)可见的光。 在极短的时间内(1-2秒),我们看到了一个明亮的绿色光点或光带——绿闪!

小知识: 在极少数极端理想且大气异常稳定的条件下,甚至可能出现更短暂的“蓝闪”,因为蓝光位置最高,散射最强,只有在红光黄光绿光都被“切掉”且蓝光散射损失极小的情况下才可能看到,但比绿闪罕见得多。

所以,要捕捉到绿闪,你需要找一个地平线极其开阔、空气异常通透、天气非常稳定的日子,在日出或日落时,目不转睛地盯着太阳消失或出现的那一点!祝你好运!