近日,福建平潭现“太阳绿闪”奇观,日落瞬间太阳上边缘出现莹光绿区块。此前2016年1月,2014年11月在北京和日本也分别出现过“太阳绿闪”,那么“绿闪”是什么?是如何产生的呢?在什么条件下能观察到呢?
一、绿闪是什么?
“绿闪”是一种罕见的大气光学现象,是太阳光经过大气折射、色散和散射共同作用的结果,常出现在日落。
二、绿闪产生原理
光的折射:日落时,太阳光在大气中传播时由于折射而发生弯曲,当人们看到太阳底部与地平线接触时,实际上太阳已经落到地平线以下,只不过太阳成像于地平线以上而已。
光的色散:而通过棱镜实验,我们知道太阳光实际上是由多种颜色的光线混合而成。成像时大气还充当了棱镜的作用,将阳光分解成不同波长(颜色)的单色光。
分解后的单色光在大气中的折射率不同,红色光折射程度次于蓝色光。因此,日出或日落时,人们通过望远镜可以看到,太阳底部边缘为红色,而上部边缘为蓝色,中间依次为青、绿、黄、橙。至此“绿闪”其实已经形成。但要被清晰地观测到还需要:
光的散射:如果接近地平线的大气足够洁净透明的话,大气对光的散射较弱,我们就能够看见边缘的蓝色,也就是“蓝闪”。但是大部分时候大气中会有悬浮粒子(水雾、尘埃等),所以蓝光会被大气散射掉,只剩下一道绿色的边缘,这就是“绿闪”现象。
正是这些因素的共同作用,才导致了“绿闪”的发生。通常情况下,太阳的绿色边缘非常薄,肉眼很难观测到。因此要想肉眼观测到“绿闪”还得在适当的大气条件下,如大气中有逆温的情况,此时的大气折射率比正常值要大,各光带分散得更开,“绿闪”更清晰。
“绿闪”可见时间的长短取决于太阳落下或升起的速度,这又取决于观测者的纬度和时间。在极地的夏季,人们观察到的“绿闪”持续时间超过30分钟。在温带纬度地区,“绿闪”持续时间一般为一秒左右。
三、什么条件下能观察到绿闪?
凡尔纳在其小说《绿光》中将“绿闪”描述为传说中的一种魔光,仅仅拥有真心并且献出爱心的人才能看见。而光学和大气科学告诉你,只要条件适宜大家都可以看见“绿闪”。
要想看到“绿闪”,观测时间、观测地点及环境条件缺一不可。“绿闪”可能发生在日落时分,即太阳的顶段消失在地平线下之前,也可能发生在日出时分,即太阳的顶段出现在地平线上之后。而日出或日落通常需要在地平线低处才能看到,所以海边是观测“绿闪”的好地方。同时,海面还要满足:无云,足够平静,大气扰动小等条件。
另外天文学家也给出了能看到“绿闪”的一些征兆,如:日落时太阳呈现红颜色,而且用肉眼看去时也不觉得刺眼,则很难见到“绿闪”。原因在于:太阳呈现红色表示大气散射强烈,蓝绿光被散射掉了,即太阳上部边缘的颜色已经完全散失;反之,若日落时太阳并没有显著改变,还是呈现原来的黄白色,而且非常刺眼,那么,恭喜你,你大概率可以看到“绿闪”。
参考资料:
[1]#福建平潭现罕见太阳绿闪#,专家:通常出现在日落瞬间.新浪微博.2020.10.27
[2]绿闪-天气现象-大气 .中国数字科技馆.
[3]别莱利曼著,七天玩转趣味物理 1,北京理工大学出版社,2013.04,第153页
[4]Courtial, Johannes. A simple experiment that demonstrates the "green flash"[J]. American Journal of Physics, 2012, 80(11):955-961.
[5]闻新,魏炳弈.天体想象[J].太空探索,2017(02):60-61.
来源: 百度百科·TA说