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在平静无风的海面航行或在海边眺望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人常常会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往。可是当大风一起,这些影像就突然消失了。原来这是一种幻影,通称海市蜃楼,或简称蜃景。
为什么会产生这种现象呢?要想弄明白这是怎么回事,得先从光的折射谈起。
我国沿海有时能看到上现蜃景。193年青息前海(胶州湾外口)竹岔岛上也曾出现过上现蜃景,一时轰传全市,很多人前往观看。1957年在广东省附近的海面上,曾出现一次持续6小时的上现蜃景。
不但夏季在海面上可以看到上现蜃景,在江面有时也可看到,例如,1934年在江苏省南通附近的江面上就出现过。那天酷日当空,天气特别热午后,突然发现长江上空映现出楼台城廓和树木房屋,全部蜃景长10多千米。约半小时后向东移动突然消逝。后又出现三座大山,高耸入云,中间一座山很像香炉,此景象持续了半小时才全部消失。
在沙漠里,白天沙石被太阳的灼热,接近沙层的气温升高极快。由于空气传播热性差,所以在无风的时候,空气上下层间的热量交换极小,这就使下热上冷的气温垂直差异非常显著,并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象。在这种情况下,如果前方有一棵树,它生长在比较湿润的一块地方,这时由树销倾斜向下投射的光线,因为是由密度大的空气层进入密度小的空气层,会发生折射。折射光线到了贴近地面热而稀的空气层时,会发生全反射,光线又由近地面密度小的气层反射回到上面较密的气层中来。这样,经过一条向下凹陷的弯曲光线,把树的影像送到人的眼中,就出现了一棵树的倒影。由于倒影位于实物的下面,所以又叫下现蜃景。
海市蜃楼一般出现在哪个季节
平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景,称海市蜃楼。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景,古人归因于蛟龙之属的蜃,吐气而成楼台城廓,因而得名。 蜃景不仅能在海上、沙漠中产生,柏油马路上偶尔也会看到。海市蜃楼是光线在铅直方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果。蜃景的种类很多,根据它出现的位置相对于原物的方位,可以分为上蜃、下蜃和侧蜃;根据它与原物的对称关系,可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃;根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。 蜃景有两个特点:一是在同一地点重复出现,比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一定,比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份,俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现,而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。 自古以来,蜃景就为世人所关注。在西方神话中,蜃景被描绘成魔鬼的化身,是死亡和不幸的凶兆。我国古代则把蜃景看成是仙境,秦始皇、汉武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境,还屡次派人去蓬莱寻求灵丹妙药。现代科学已经对大多数蜃景作出了正确解释,认为蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像,所谓蜃景就是光学幻景。 蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。 就拿下蜃的形成来说吧。夏季沙漠中烈日当头,沙土被晒得灼热,因沙土的比热小,温度上升极快,沙土附近的下层空气温度上升得很高,而上层空气的温度仍然很低,这样就形成了气温的反常分布,由于热胀冷缩,接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大,这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光,从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射,其入射角逐渐增大,增大到等于临界角时发生全反射,这时,人要是逆着反射光线看去,就会看到下蜃。 柏油马路因路面颜色深,夏天在灼热阳光下吸收能力强,同样会在路面上空形成上层的空气冷、密度大,而下层空气热、密度小的分布特征,所以也会形成下蜃。 发生在沙漠里的“海市蜃楼”,就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里,白天沙石受太阳炙烤,沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差,在无风时,沙漠上空的垂直气温差异非常显著,下热上冷,上层空气密度高,下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,光的速度发生了改变,经过光的折射,便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上,有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。 海市蜃楼的形成 在平静无风的海面航行或在海边了望,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现,在遥远的沙漠里有一片湖水,湖畔树影摇曳,令人向往。可是当大风一起,这些景象突然消逝了。原来这是一种幻景,通称海市蜃楼,或简称蜃景。海市蜃楼示意图 为什么会产生这种现象呢?要解答这个问题,得先从光的折射谈起。 当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,它以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。当你用一根直杆倾斜地插入水中时,可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好象折断的一般,这就是光线折射所成的,有人曾利用装置,使光线从水里投射到水和空气的交界面上,就可以看到光线在这个交界面上分两部分:一部分反射到水里,一部分折射到空气中去。如果转动水中的那面镜子,使投向交界面的光线更倾斜一些,那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。当投向交界面的光线如左下图所示的情况时,光线就全部反射到水里,再没有折射到空气中去的光线了。这样的现象叫做全反射。
海市蜃楼一般出现在夏天。
在平静无风的海面航行,往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿的影像;在沙漠旅行的人有时也会突然发现一片湖水,湖畔树影摇曳。可是当大风一起,这些景象突然消逝了。这是一种幻景,通称海市蜃楼,或简称蜃景。
海市蜃楼经常发生在海上,因为海上一定范围之内的空间空气湿度较大,厚度也比较大,这样大面积的水蒸汽在运动下阴差阳错地形成了一个巨大的透镜系统。当近地面的气温剧烈变化时,则会引起大气密度的巨大差异,远方的景物,在光线传播时则会发生异常折射和全反射,从而造成蜃景。
海市蜃楼的形成原理:
当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,光以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。光线在空气中穿行发生折射现象,最后再全反射,把地面上的景象复制到了天空中。
海市蜃楼与地理位置、地球物理条件以及特定的气象条件有着密切联系,气温的反常分布是大多数海市蜃楼形成的气象条件。蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像,所谓蜃景就是光学幻景。
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我是道康号的签约作者“谷双”
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