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猎奇•绿闪【上】

作者:admin    素材来源:本站原创    点击数:    更新时间:2014/12/22

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Greenflash,中文译作“绿闪”。

知道“绿闪”的人不是很多,而在那些了解“绿闪”的人里面,亲眼见过它的人则更少。关于它的报道和图片也是少得可怜,即使在不多的相关资料中也往往以“大气折射”这种粗略的方式一笔带过。要知道,普通的大气折射是无法产生“绿闪”这种现象的。

本期猎奇,将向你全面展示这种每次发生只能持续1到2秒的奇特现象……

(听到这个字眼儿,也许你第一时间想到的是大刘在科幻小说《流浪地球》中提到的“氦闪”。读罢此文,你就会发现下面所讲的全部内容和科幻……其实半页《三体》的关系都没有啊!)

按照惯例,我们应该先上几张图来吸引住读者眼球,先别急,本期猎奇的图片保你看过之后的表情是这样滴:

(*⊙౪⊙*) ——哎我去这啥玩意?
(⊙o⊙)——哦哦哦哦哦?

⊙▂⊙——啊啊啊啊啊啊?

(°ο°)——喔~(“靠”还没说出来)

好,各图片就位,预备,Action!

故事,要从夏季的日落说起……


图1:我叫“椭圆日落

(好普通的日落啊,完全抓不住眼球啊怎么办)

夏季,地表附近潮湿闷热,大气的折射往往使日落时的太阳呈椭圆形,而且因为太阳下半部分的阳光穿过了较厚的大气和较多的灰尘,这部分的亮度会显得更暗,颜色也会偏黄些。看到上面这张照片,是否让你想起了初中时的那篇《两小儿辩日》呢?此处按下不讲,待日后在“扫盲”专栏详解。


图2:我叫“椭圆日落示意图”

(好普通的示意图啊,完全抓不住眼球啊怎么办)

上面这幅图大家应该都在物理课本中见过,当时是为了说明日落时看到的太阳为什么比实际位置高以及“海市蜃楼”(又叫“上现蜃景”)的形成原理。不过本图中的信息要更多一些,它还解释了为什么日落会是椭圆形。光线在穿过大气时有这样一种趋势,它更喜欢向密度大的地方偏折,由于大气密度在纵向并不是均匀分布的,这使得它对光线的作用好像一个透镜,使得阳光在这里被无情的掰弯了,太阳下缘的光线在“透镜”中走得更长,被掰得也更弯,就这样太阳被掰成了椭圆。

在零海拔的地方正常的大气只能将日落压扁20%左右,但如果在太空中或飞机上看,太阳或月亮穿过大气层后会被严重掰弯,比如这样:


图3:我是网页截图

难道太阳被压扁就可以看到“绿闪”了吗?

还不是。

由高中物理教材选修3-4第十三章第1节的内容我们知道,波长越短的光被掰弯得越厉害,也就是说“绿太阳”要比“红太阳”折射得厉害,比如下面这张图:


图4:我是红绿(非“绿闪”)光路图

可以看出,经过大气的折射,“绿太阳”要比“红太阳”高出那么一丢丢,这使得太阳的上边缘呈现一丝绿色,下边缘呈现一丝红色(这一现象需要借助望远镜观察,肉眼无法分辨)。

那么“绿闪”就因为这一丢丢的错位产生了吗?

仍然不是。

上面看到的,只是一颗普通的太阳,和一层普通的大气,造成的普通的日落。

阳光总是向密度大的方向折射,而密度大往往预示着温度低或气压高,下面,大气要开始发挥它温度和气压的作用了。


图5:我是“伊特鲁里亚花瓶”(欧米茄日落)

“伊特鲁里亚花瓶”指的是第一行后两幅图和第二行前两幅图,这个名字是儒勒·凡尔纳给起的,因为它看上去很像是公元前12世纪伊特鲁里亚文明中出现的一种花瓶,就像这样:

图6:我是花瓶

本文小编有个奇怪的习惯就是对着那些奇怪的照片发呆然后发现一些奇怪的视角,比如图5,如果让我去命名,那一定会是“钥匙孔日落”啊,并附上意象小诗一首:

《锁孔》

天空是一扇门

日落为锁孔

人类,那门外的偷窥者

就像这样:

图7:我是大锁孔

图8:我是大号“Ω日落”

(有时,我又觉得它像一个巨大的外星人的脑袋,站在天边反窥人类)

看到上面这张特写,你是否产生了这样一个疑问:从下面冒出来的那个东西是什么?

很好,你已经注意到了我的提问方式——“从下面冒出来”。


图32:我在模拟“下现蜃景”(动态图)

感谢英国的安德鲁·杨先生为我们提供的这张动态示意图。可以看出,底部那一抹红色的确是从地平线上“冒出来”的而不是从上面的太阳里“渗下去”的。以下,是它的成因光路图。


图5×2:我是“下现蜃景”光路图

还记得前文提到的温度与气压吗?在地面或海面附近的空气有时会被海水或地面加热,这使得空气的密度略小一些,阳光通过这层温暖的空气时便会向上弯曲(向温度更低的上层空气折射),这时逆向观察就会产生一个太阳的倒像,随着“正立太阳”下降,“倒立太阳”也随之上升,好似日出一般,去迎接它的本体。

夏天在柏油马路上看到的情景其实也是这样,很多人认为那是反射,其实那是折射。

图10.5:记住哦,这是折射现象!

那么有什么观测证据可以证明它真的是倒像呢?

很好,我已经听到了,有些同学已经喊出了“用黑子”,哦?还有同学在喊“不,用日食”。

图4×3-1:我是黑子,我会影分身

当太阳将他体内的查克拉凝聚在黑子之上时……啊不,当日落的阳光穿过厚重的大气层时,折射往往并不像我们想象的那样简单。比如上图,真实的日面中央只有一颗黑子,但从照片上可以看出,这颗黑子至少被折射了3次,形成了3个独立的黑子影像。这图只是为了说明一下大气折射的复杂性(折射只发生在竖直方向上,而且可以是多次)顺便秀一下小编的搜图技能,真正的重点是下面这几幅。

图12:我也是网页截图(带食日出)

图39÷3:我是带食日出特写

上面两幅图是发生在日出时的日偏食,可以更好地说明“伊特鲁里亚花瓶”的下半部分是太阳的倒像。(明明就是后台小编没有找到带黑子的欧米茄日落图啊,非说什么这个“更好地说明”,蔑视他)

图42-2:我是带食日出图解

可以想见,当图39÷3中的场景真实发生时,人群中要是没有个明白人儿解释这是怎么回事,放在古代那一定会被当成大灾难的前兆,太阳正被两只凶残的怪兽吞噬,最后世界将陷入600年的黑暗;放在现代那一定会引起毫不知情的围观群众们的集体恐慌,轻者认为地球附近出现了第二个月球由此引起了地球上的地震、火山喷发、海啸、洪水、飓风、冰雹、森林大火,人类社会从此毁于一旦,重者认为邪恶外星人的太空舰队已从天边入侵地球随即就要掠夺地球资源并将人类赶尽杀绝,可怜的人类文明又一次死于了“打不死的世界末日”。少年,我看你天赋异禀、骨骼惊奇,想来是百年难得一见的辟谣奇才,读罢此文,拯救地球文明维护宇宙正义的重任就交给你了……

吐槽完毕,血槽已满,归队!

太阳都已经变成花瓶总该可以看到绿闪了吧?

还差几分钟。

看到这里,聪明的你也许已经发现了,“绿闪”即将发生!

还是图5×2,如果太阳继续下沉,当它几乎全部没入地平线时,上边缘的红光因为偏折较小而被地面(海面)所遮挡无法射向观察者,而上边缘的绿光因为偏折较大得以绕过地面(海面)继续射向观察者,这样一来绿色边缘就被放大了,当它被放大到足以被肉眼分辨时,你和身边小伙伴的对话是这样的:

“哎快看,越来越低了。“(还没闪)

“啊!啊!啊啊啊啊啊啊啊……闪了!闪了!”(闪第一下)

“喔!喔!喔喔喔!”(越闪越大)

“太爽了!”(闪光结束)


图15:“绿闪”登场!

上图是“绿闪”家族中的一种,可以称作“下现绿闪”,因为它和“下现蜃景”的形成原因相同,看下面这张特写:


图16:“下现绿闪”进程图

从上图可以看出这种“绿闪”的构成分两部分:上半部分是“正立太阳”的上边缘,下半部分是这上边缘的倒像,二者对称相合形成一个卵形,卵形外圈被绿光环绕。

只要满足观测条件,类似的“下现绿闪”还可以发生在小山丘上,比如下面这张照片:

图17:“绿闪”未必只发生在地平线上

下面这段视频是发生在海上的“下现绿闪”,时长7秒,有风声,注意调低音量。