12月16日晨,北京的天空出现似火朝霞,将沉寂的夜空与即将苏醒的城市温柔地连接起来。
在朝霞中,有一朵“飞碟云”,你拍到了吗?
朱文鑫 摄
朱文鑫 摄
吴鲁萍 摄
王建忠 摄
那么,朝霞是如何形成的?为什么云的形状千变万化,颜色也不相同呢?这种“飞碟云”又是如何形成的呢?
朝霞、晚霞是怎么形成的?
霞分为朝霞和晚霞,是当阳光通过厚厚的大气层,被大量的空气分子散射而产生的,空中的尘埃、水汽等杂质越多,色彩越明显。
在没有云层遮挡的时候,太阳直射到地面。阳光由紫外线、红外线和可见光组成,占比分别5%、43%、52%。可见光分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光,波长由大到小。
太阳光进入大气之后,遇到云,云中有水滴、气溶胶等“大颗粒”,就会发生米散射,太阳光谱中波长较短的绿、蓝、紫等颜色的光最容易被“大颗粒”散射出来,而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力较强,就会在云中散射。这时候,我们就看到了朝霞和晚霞的橙红色。
朝霞和晚霞并不是单一的橙红,由于云层当中水滴、雨滴的直径不同,霞光会呈现红色、橙色、橙红色、黄色、粉色等多种颜色。
为什么云的形状千变万化?
云是大气中的水蒸气遇冷后形成的无数的小水滴或小冰晶的集合体,它们漂浮在空中形成一种我们肉眼可见的东西。
云的形状千变万化,这是因为构成云的水滴和冰晶会随着云中大气的流动而流动。而大气的流动是时时刻刻都在变化着的,这也就造成了云的形状各不相同。
除了形状各异之外,云还有各种各样的颜色,这又是为什么呢?接着一起来看…
为什么云的颜色也不相同?
其实这和太阳光的散射有关。
当云中云滴粒子的直径大于太阳光的波长时,会发生米散射,太阳光中的各种颜色会被均匀的散射,最终重叠为白色,我们看到的就是白云了。
但在阴天的时候,上层的云遮住了太阳,照到下层云的太阳光就比较弱,发生的米散射也会变弱,所以我们看到的云就会变暗。
当太阳光通过大气层时,波长较短的蓝光会在遇到悬浮微粒时发生瑞利散射,被散射到空中,在早上和晚上,由于太阳光是斜射的,在大气中的传播路径比较长,就会有更多的蓝光被散射掉。
当太阳光到达云彩时只剩下波长比较长的红光在云中发生散射,所以我们在日出和日落时看到的朝霞和晚霞往往是红色的。
“飞碟云”是如何形成的?
我们平时说的“飞碟云”,也叫荚状云,根据出现高度的不同,可能是荚状高积云或者荚状层积云,它的形状有点像凸透镜或者杏仁,因为很像科幻作品中外星飞碟的样子而得名。
大多数飞碟云和周边的地形有关,一般是由于气流过山的过程中形成了山脉背风波,背风波向下游传播,形成的上升和下沉气流共同作用,从而形成了飞碟云。也有部分飞碟云是由于锋面到来前的波动导致的。
大多数飞碟云的出现表明当时的大气条件比较稳定,预示着未来是晴好天气。但如果它是冷锋带来的,比如日本富士山附近的荚状云,则往往预示着暴风雨天气。
来源:北京发布、科普中国、蝌蚪五线谱