藍太陽又出現了!為何每逢沙塵暴,太陽就會變藍呢?原因並不複雜

“快看!太陽變成藍色的了!”3月28日,北京某公園一位小朋友指著天空中的太陽說。

藍太陽又出現了!為何每逢沙塵暴,太陽就會變藍呢?原因並不複雜

抬頭一看,昏黃色的天空中,太陽和其周圍都呈現出了一片藍色的光芒,和平時的景象完全不同,藍太陽真的出現了!

藍太陽又出現了!為何每逢沙塵暴,太陽就會變藍呢?原因並不複雜

這是今年的又一場比較強烈的沙塵暴天氣,相對而言,今年的沙塵暴天氣比有點頻繁,在3月中旬經歷了一場覆蓋我國北方和東北地區的大型沙塵暴之後,3月27和28日,又一場大規模的沙塵暴席捲我國北方和東北地區,就在今天,北方和東北地區的朋友又和沙塵暴親密接觸,空氣中瀰漫著黃色的沙塵,土腥味兒撲鼻而來,抬頭望向天空昏黃的太陽,一看不對呀,怎麼變成藍色的了?

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我們都知道在太陽光是白色的,但在其光線不太強的時候,看上去通常會呈現出黃色、橙色或紅色的光,為什麼在沙塵天氣中會呈現出藍色呢?

其實這是在浮塵天氣下太陽光在空氣中發生“米氏散射”造成的,米氏散射是大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時發生的散射,由大氣中的煙霧、塵埃、小水滴及氣溶膠等微粒引起,因為太陽光中的紅色和橙色光波的波長和這些微粒的直徑更近似,所以當空氣中的煙霧、塵埃、小水滴和氣溶膠等微粒較多的時候,太陽光中的大部分紅色和橙色光波就會發生米氏散射,這樣太陽光中的紅色光就不容易看到了,但是太陽光中的波長較短的藍色光波卻基本不受影響,仍然能被我們看到,所以太陽光看上去就是藍色的了。

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實際上不僅是在沙塵暴天氣中才會出現藍色的太陽光,在霧天、霧霾天、以及煙霧和煙塵較多的情況下,太陽光看上去都會呈現出藍色。

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不僅是在地球上,火星上的太陽看上去也大多呈現出藍色,這主要是因為火星大氣層中二氧化碳比較多,而且經常刮紅色的沙塵暴,二氧化碳分子比較大,所以都容易吸收紅色光,因此火星上的天空大都呈現出橙紅色,但是太陽及其周圍的光輝看上去卻是藍色的,特別是在早晨和傍晚的時候,火星上的太陽都會呈現出藍色。

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上下圖均為火星探測器拍攝的火星上日落的情景。

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那麼為什麼在地球上太陽光在早晨和傍晚又會呈現出黃色、橙色或者紅色呢?就連旁邊的雲彩也會變成橙色或者紅色的雲霞,這又是怎麼回事呢?其實是因為光線發生“瑞利散射”的緣故。

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在每天的正午時分,太陽光近乎直射照射在地面上,只要穿過數百公里厚的大氣層就能照射到地面上,而且角度也不容易發生折射,所以太陽光是正常的顏色,波長較短的藍光很容易閃射在空氣中,所以天空也呈現出藍色。

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但在日落或日出時,太陽光很大的角度偏射入大氣層中,是要走過很長的路程,才能來到我們的眼前,而在穿透密度不同的大氣層中又會發生折射,這導致太陽光中的波長較短的藍光等大都被散射了,只剩下黃色、紅色或橙色的光有穿透力,照在某些物體上就會呈現出紅色,太陽本身看上去看上去也會出現這些顏色,而太陽光照射在白色的雲層上也會將其染成紅色和橙色,所以就會出現紅色的朝霞或者晚霞了。

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參考資料:

《澎湃新聞》3月28日文章《時隔13天北京再現沙塵暴,沙塵主要起源於蒙古國》