自然界的奇光

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(dòng)時(shí)，地球磁層中的帶電粒子和太陽風(fēng)中的帶電粒子就會(huì)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(shí)，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(shí)穩(wěn)定，有時(shí)做連續(xù)性變化?？偨Y(jié)來說，產(chǎn)生極光需要這三個(gè)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(dòng)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(duì)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(cuò)地點(diǎn)，因?yàn)樗俏ㄒ灰粋€(gè)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(shí)，當(dāng)一個(gè)人站在峨眉山金頂背向太陽而立，前下方的天幕便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(dòng)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(cuò)，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(shí)，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(gè)條件造就了峨眉“佛光”的天時(shí)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(huì)在空中或地上出現(xiàn)高大樓臺(tái)、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。現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)對(duì)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(shí)，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(shí)，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(huì)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(gè)時(shí)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(tái)山風(fēng)景名勝區(qū)臺(tái)懷寺廟群上空出現(xiàn)五彩祥云，并持續(xù)4個(gè)小時(shí)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(duì)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(shí)，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(shí)時(shí)變化的“五彩祥云”。