北京上空又見藍太陽！為啥一有沙塵暴太陽就藍了？

最近幾天，北京的天空是灰蒙蒙的，中國天氣稱今年來北方最大規(guī)模沙塵或?qū)硪u，今天早上出門的你，是否感受到了“風卷狂沙起”？如果你抬頭望一眼太陽，還會發(fā)現(xiàn)原本散發(fā)著強烈白光的太陽卻在散發(fā)藍光，成了“藍太陽”**。這是怎么回事呢？

今天早上北京科學中心上空的藍太陽

1

太陽為啥會變藍？

這還要從光的散射說起，我們都知道光在介質(zhì)中傳播時會發(fā)生散射，當太陽光照射到大氣層時，它包含的七種顏色可見光（紅、橙、黃、綠、青、藍、紫）會發(fā)生不同程度的散射，在介質(zhì)微粒的直徑小于光的波長時，光波會發(fā)生瑞利散射，其散射強度與波長的四次方成反比，且在前后的方向上強度相等，也就是說相對于波長更長的紅色光，波長更短的藍色光會發(fā)生更強烈的散射，這也是晴朗的天空會呈現(xiàn)藍色的原因。

來源丨pixabay

而如果大氣中存在大量直徑接近或大于光波波長的微粒時，可見光就會發(fā)生米氏散射，米氏散射在前后方向上的散射強度并不相等（前方的散射強度更強），因此會呈現(xiàn)明顯的方向性，同時其還具有不顯色性（各種色光會疊加在一起呈現(xiàn)白色）。所以當天空布滿微小的水滴時，太陽光就會因米氏散射而讓整片天空呈現(xiàn)灰白色——也就是陰天時天空的顏色。

來源丨Rendering Outdoor Light Scattering in Real Time

在沙塵天氣里天空同樣也是灰蒙蒙的一片，但當沙塵的直徑在0.6~0.8mm的區(qū)間時，沙塵對于紅橙色光等長波長色光的散射和吸收能力會增強，大于藍色光，因此在太陽這個“大燈泡”周圍，藍色光就會留下被我們?nèi)搜鄄蹲降健?/p>

也就是說藍太陽的出現(xiàn)往往伴隨著沙塵天氣，這么一看喜歡用藍月亮的小伙伴可就對藍太陽喜歡不起來了，畢竟它可能會弄臟昨晚剛用藍月亮洗干凈的衣服。

2

火星也有同款“藍太陽”

其實，在我們在地球上看到的罕見“藍太陽”，在火星上也有同款。

我們知道，火星被稱為“紅色星球”。如果你身處火星，會看到一片一望無際的橙紅色的戈壁，火星的地表被厚厚的氧化鐵礦物覆蓋著，它們會反射紅橙色光，這也是火星的外表會呈現(xiàn)紅色的原因。

來源丨pexels

由于沒有植被的覆蓋和加固，這些紅橙色的沙塵會被火星的狂風掀起形成規(guī)模龐大的沙塵暴，將這些粗糲的沙塵拋灑在萬米高空，即便不刮風，沙塵也不會落下，而是會在火星上空形成一層厚厚的屏障，讓火星的天空呈現(xiàn)灰蒙蒙的色彩。

而經(jīng)過前文的介紹，我們知道在這樣的氣候環(huán)境下，太陽光會被漫天的沙塵散射，留下神秘的藍色光，將大片天空染成藍色。好奇號發(fā)回的火星藍太陽照片曾在網(wǎng)絡上引起過一陣熱烈的討論，在大家對火星氣候和藍太陽的成因進行了解后，藍太陽的出現(xiàn)自然就和環(huán)境惡化掛上了鉤，所以每次在地球出現(xiàn)藍太陽都會或多或少引起一些關(guān)于環(huán)境問題的探討。

火星日落

來源丨新浪探索

3

太陽還會是綠色的？

除了“藍太陽”外，還有“綠太陽”。但因為每次出現(xiàn)綠色的時間太短，這種現(xiàn)象也被稱為綠閃。

2021年11月，福建廈門就曾出現(xiàn)“綠閃”奇觀，一時間被網(wǎng)友們熱議。

“綠太陽”

來源丨廈門廣電

綠閃確實不多見，以至于很多人甚至沒有聽說過，但它的成因也可以用現(xiàn)在的科學進行解釋。

牛頓曾做過的著名的透鏡實驗，他利用三棱鏡將白色的太陽光分解成了七種不同顏色的光，這被稱為太陽光的色散，而地球的大氣其實也可以視為一個巨大的透鏡，能夠?qū)⑻柟庹凵浒l(fā)生色散。當太陽處于地平線邊緣時，它發(fā)出的光亮幾乎與我們的視線齊平，這時的色散也最為明顯。此時由于藍紫光等短波光被大氣散射，難以直接抵達我們的雙眼，只有波長較長的紅橙色光才能穿透塵埃和大氣，從讓天空呈現(xiàn)溫暖的橙紅色。

日落時分，紅橙色光會率先沒入地平線，剩余的色光中，藍紫光等短波光由于散射已經(jīng)難以被人眼察覺，只有綠光還能保持一定穿透性，因此在太陽即將沉沒的時刻，綠光會短暫地出現(xiàn)在太陽的頂部，閃爍幾秒后便消失不見。

這種光學現(xiàn)象十分罕見，產(chǎn)生的條件也很苛刻，只有在空氣透明度極高的天氣，并且視野開闊沒有阻擋的地方才有小概率觀察到，如果有小伙伴曾見過這種奇異景象，那只能說運氣實在太好了。

同為不常見的光學現(xiàn)象，藍太陽的出現(xiàn)往往伴隨著漫天的沙塵，雖然看著神秘莫測卻也讓人心中煩悶，而太陽綠閃的現(xiàn)象，卻表明當?shù)氐沫h(huán)境清潔，空氣質(zhì)量優(yōu)良。作為塑造了整個地球生物圈的“大功臣”，太陽臉上每一處細微的變化，背后可能都有值得我們研究的秘密。