5月21日,云南昆明上空出现双日晕现象。图据视觉中国
日晕产生原理示意图。制图郭可馨
5月10日,海南三亚南山文化旅游区上空出现日晕景观。 新华社发
太阳戴上了七彩圆环,散发道道金光,光环周边,还伴有一道七色彩虹……5月21日,云南昆明上空出现超大双层日晕,十分震撼。
这抬头看到的“惊喜”,其实是光带来的“魔术”。
晕,是光线透过云层时,里面的冰晶对光线产生折射而形成的光学现象。
日晕的形成与高云有关。高云一般由微小的冰晶组成,这些冰晶相当于三棱镜,当太阳光通过高云中蕴含的冰晶时,经过两次折射、反射便形成了日晕。
由于太阳光进入冰晶的角度不同,所以晕有很多种形式,其中以颜色不清晰的彩色圆环出现最多。此外,晕还可以很绚丽,仿佛给太阳开启了“美颜”模式,比如,像倒挂彩虹一样的环天顶弧(类似彩虹的光学现象)、仿佛天上出现多个太阳的幻日现象。
关于幻日,中国有个古老的神话。
根据《淮南子》记载,传说中上古帝王尧生活的时代,天空中出现了“十日并出”的异象。10个太阳所散发的热量和光芒无情地炙烤着大地,庄稼都被烤焦了。如此一来,天帝命令善于射箭的后羿下到人间,手持神弓神箭射日。
东汉思想家王充认为,所谓的10个太阳并不是真的太阳,而只是天上一些在形状、亮度等方面与太阳相似的东西而已。现在看来,“十日并出”很可能是天文气象学中所说的“幻日”现象。神话故事中的10个太阳,或许有文学夸张的成分。现实生活中,幻日有时有3个,有时有5个,最多的时候,环地平线一圈,可以出现7个太阳。
除了日晕,还有月晕。前者出现在太阳周围,后者出现在月亮周围。同学们应该听说过“日晕三更雨,月晕午时风”的俗语,真有这么奇妙吗?
既然日晕的形成与高云有关,那么当天空出现晕圈时,说明高空出现了蕴含冰晶的高云。这样的云,一般是雷雨天气入侵的“先锋”。当天空中出现晕时,表明本地离这层云有六七百千米的距离,按时速四五十千米的移速来估算,一般在晕出现后十几个小时风雨才会到来,所以日晕的出现,往往预兆着天气在短时间内便会转坏。
“日晕三更雨,月晕午时风”是有一定的科学道理的。不过,并不是每次出现晕以后必定刮风下雨,还应根据云的发展情况分析判断。比如,这次昆明在21日中午出现超大双层日晕,22日下午,昆明多地才出现雷电天气。
有人把日晕和地震联想到一起,这没有什么科学依据。日晕是一种天文现象,和地震根本没有联系。
晕的出现,是光的“魔术”,在大自然中,这样的“魔术”在很多情况下会上演。
彩虹和七彩祥云,也都是太阳光经过反射和折射形成的。不过,形成彩虹需要少云的天气,而七彩祥云,则需要明显但不厚重的云层。当阳光透过云层时,因云层中的小冰晶分布不均匀,有的地方厚,有的地方薄,折射出的光十分散乱,就形成了色彩不均匀、时时变化的七彩祥云。
同样是反射和折射,光还可以“变”出另一种花样——蜃景。海市蜃楼是蜃景的一种,即在海边、沙漠里,空中突然出现高大楼台、城市等幻景。
蜃景一般有个前提:空气密度不同。比如沙漠中,沙石受太阳炙烤,表面温度迅速升高。由于空气传热性差,在没有风的状态下,下热上冷非常明显。这时,上层冷空气密度高,下层热空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,光就发生了折射,将远处的景物呈现于人们眼前。
由于四川盆地多以低云层为主,水汽大,一般情况下很难看到日晕。不过,在2017年6月11日,成都曾出现过日晕。2006年5月21日,乐山也曾出现这一神奇天象。
日晕多出现于春夏季。需要注意的是,日晕虽美,但不要长时间用肉眼观看,以免灼伤眼睛。