在秋高氣爽的夜晚,當明月出現在空中時,如果月盤前麵飄浮著扁球形的白雲,在白雲的邊上,往往會有彩色光颺出現。這些光圓包圍在月輪周圍,偏向角一般為1°~5°,這種光颺稱為“華”。華的色彩十分鮮豔,內鬱呈藍綠色,外緣帶棕紅色。如果華出現在太陽的周圍就稱為“日華”。為什麼會出現“華”呢?
“華”是一種衍射現象,當光線通過與光波波長相近的許多小水滴(雲滴)、冰晶或細孔時,就會發生光的強弱相間分布的現象,這就是衍射現象,於是就出現了華的彩環。但是並不是任何雲層上都能出現華的,凡是過分稠密,厚度很大的雲,都不能出現華。
衍射現象,是光波在徼小質粒或細孔邊緣表現出的光的波動特征所造成的。
為什麼“華”常出現在高積雲邊緣呢?這是因為在那裏,雲滴較為均勻,雲滴直徑大小與光的波長相近有關。
在卷狀雲中如果冰晶大小均勻,而且直徑與可見光波長相近,也會出現華的現象。
其實不僅由小水滴組成的高積雲或由冰晶組成的卷狀雲上可出現華,而且由微細的塵埃組成的煙塵中,也可出現華。
一、為什麼會出現“日暈”
天空浮現著高而薄的白雲,太陽的光盤從雲中透露出來,在它的周圍往往出現相當大的彩色光環,這種光環在氣象上叫做暈。出現在太陽周圍的叫日暈,多數是彩色的,從內向外,依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色。如果出現在月亮的周圍,就叫做月暈,月暈多數是白色的。
暈是太陽光線照射到冰晶上發生折射形成的彩色光環。冰晶和水滴不同,它們有各種各樣的形狀,最常見的為六麵柱形。當光線由一個側麵射入,從相隔的一個側麵射出時,就很像光線通過三棱鏡那樣發生兩次折射而出現明顯的色帶排列。
但暈的形成主要跟光線折射的最小偏向角有關。對於60°夾角的折射麵來說,太陽光的最小偏向角為22°左右,其中,紅光為最小,紫光為最大。因而光環呈現內紅外紫,22°暈是最常見的暈。此外,還有46°暈,90°暈、光弧和假日等。
它們都因冰晶的形狀、朝向和冰晶下降時運動方式的不同而出現各式各樣的暈象。有時同一天空,可以看到好幾種暈象同時存在,天空中呈現出一幅絢麗多姿的複雜暈象圖景,令人稱奇。
經科學實踐證明,當太陽或月亮出現暈時,即將有風雨到來。
1.為什麼會出現四角形太陽
太陽的形狀是圓的,對此人們從來沒有懷疑過。因而,當天空中的太陽突然改變了形狀時,就必然會引起人們的震驚。
然而,據報道,在曆史上太陽曾變成一個火紅的十字架,又曾變成一個三角形的形狀,為此,在人們中向曾流傳過許多帶有迷信色彩的解釋。
在高緯度地區或海邊,日出日落時,太陽還曾幻化出另一種奇特形狀一四角形太陽,這種形狀的太陽出現的次數遠比其他形狀的太陽多得多,而且似乎有規律可循。據說生活在北極地區的愛斯基摩人,經常能看到這種四角形的太陽。
對於太陽出現這種形狀變化,科學家普遍認為這是一種光學現象,四角形太陽是一種海市騷樓的虛假現象。尤其在北極地區,當太陽降落時,大氣產生了逆轉層,太陽光被折射而形成了四角形,所以,北極地區經常可以見到四角形太陽。
還有一種觀點認為,北極地區的大氣濕度已接近百分之二百的過飽和狀態,在這種狀態下容易形成無數的冰晶,在冰晶的影響下,看上去太陽就會呈四角形。
也有的觀點認為,這種現象是由於上下大氣層的密度不同,使光線產生折射、反射,形成棱鏡作用而形成的。
2.為什麼秋天會感到秋高氣爽
一到秋季,我國的大部分地區,特別是華北平原和長江中下遊地區,天空常是萬裏無雲,下雨天也特別少,白天足日麗風清,夜間則是星月交輝,天空顯得異常高敞,空氣亦比較清新宜人,給人以秋高氣爽的感覺。
為什麼這些地區會出現這樣的好天氣呢?這要從太陽輻射的季節變化、大氣環流和地形的情況來分析。
秋季是由夏到冬的過渡季節,這時太陽照射的角度山大變小,地麵所受的太陽光照,比夏季明顯減少。在9月初,就有冷空氣頻頻南下,促使夏季滯留在這些地區的暖濕空氣迅速南移。在秋季,這些地區往往已被冷高壓所控製。