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主题：【资料】大气科学之大气奇景与光==大气中光的传播、形成

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2011/10/19 14:20:27 21楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
绚 丽 华 盖

　　天空中有一层透光薄云，云中的水滴大小均匀，若是由冰晶组成的云则要求冰晶尺寸均匀。月光或阳光透射云层过程中，受到均匀云滴(水滴或冰晶)的衍射，结果会在月亮或太阳周围紧贴月盘或日盘形成内紫外红的彩环，称为华。因日光太亮，人们不易观察到日华，月华则比较常见。紧贴月盘的华又称华盖，通常华盖的紫色不太显著故内环呈青蓝色，其外呈黄色为主，最外呈红色。有时在华盖外隔一暗圈后还会出现一个甚至几个彩色排序与华盖相同，但亮度弱得多的同心光环，称为副华。

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2011/10/19 14:21:34 22楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
峨 嵋 宝 光

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　　四川省峨嵋山，海拔3000米以上，山中森林茂密，流水淙淙， 水汽来源充沛，空气潮湿，常有云雾萦绕在群山中。国内、外有许多类似峨嵋山的常有云雾萦绕的山峰高岭。当清晨或傍晚，太阳位于地平线附近时，人若站在云雾萦绕的高山之巅，恰值山巅之上是晴空，山巅之下是云雾，你背对晴天的太阳，下看弥漫的云海迷雾，便可能突然看到云雾幕上出现人影，围绕在人影的四周是一圈圈彩色光环，有红色的也可有蓝色或别的颜色的弧环，这就是峨眉宝光。它是由于阳光照射观测者所形成的人影一直投射到云雾幕上，观测者便可看到自己的影子。阳光又照射到影子附近的云雾滴上，云雾滴对阳光产生散射、衍射等较复杂过程，便形成以太阳与观测者的连线的延长线为中心的一圈圈彩色光环。据记载，在峨嵋山上看到这种大气光象的机会甚多，每年约有七、八十次。
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2011/10/19 14:23:05 23楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
佛  光

　　佛光这个词取自德文，原意为圣像周围的光环。佛光指粗糙表面上人的头影周围的亮光或当人的影子映落在覆盖有露珠的草地表面时他的头影周围的亮光。在这种情况下，你的头影四周没有彩色，只有一个白色晕圈。虽然产生佛光有两类自然作用过程，但景象看上去是一样的。一类过程必须有露水珠(产生的景象可称作露水佛光)；另一类只要求一个粗糙表面(称作干燥佛光)。

1）干燥佛光
116　　有的时候，当你的头影映落在干草、稀疏树林、甚至翻犁过的田地上，也可以看到佛光景象，设想一下松散铺垫在广阔空地上的一批树叶，当阳光映照在这样的集合物上面时，接收到阳光的每一叶片，就把影子投放到它背后的另一些叶片上。若是你正好顺着入射阳光的路线观看，那你确实见不到什么影子，因为从那个方向，每一影子正好在它的叶子背后，当你从那个方向察看时，所能见到的每片叶面都是照亮了的。可是你只要稍微挪开视线朝一旁观察，就可以看到叶片投映出的一些影子了。“正好顺着入射阳光方向观看”，这句话的另一个说法就是：“朝着你的对日点方向观看”。结果固然是如同上面说的一样，对于你的头影周围的草皮或树叶来说，背景的光强要比更远处的大些。一旦你同模糊不清的背景协调一致(例如，你走动或者骑上自行车奔跑)，你就会频繁地看见你的“圣光”。你还可以在自己乘坐的飞机影子周围看到这一景象，或者，要是你位于离地面以上很高的地方，以便在地上投映出身影(原因在于太阳的角直径)，那么你就会看到地面上自己的对日点所在位置，有一个佛光的亮斑。

　
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2011/10/19 14:24:19 24楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
2）露水佛光
180　　来自远处光源的射线能够进入眼睛，并且在视网膜上聚焦，如图A所示。倘若映到视网膜上的亮点，又成为第二光源而起作用，那么，从该亮点散射并折回的光线，就从眼睛前部通过，按照它进入的方向射出，对着远处的光源返回去。眼睛的作用不象镜子，一面镜子可以朝不同方向反射光线，这依镜面位置如何安放而定。说得更确切些，眼睛平常的性质，就是把光线往光源的地方回送，而不管眼睛的取向怎样。当然，回送并不是绝对的，返回的光线可以展宽一点点，但决不是很多。

　　假如你在十米远的地方，用手电筒照射一只狗(或一只猫)的眼睛，只要你正好贴着头部握住电筒，就会看到狗(或猫)的眼睛发亮了；但若你把电筒从你头部往旁边稍稍挪动，哪怕只挪动半米左右，狗(猫)眼睛里的亮光就消逝了。人的眼睛在显现这一效应时，不象动物的眼睛那么强烈。可是效应总归是有的。

　　在另一些地方也可以看到这样效应，象路标或者牌照，它们的表面有小串玻璃珠罩盖，各个玻璃珠子都能起到小眼球的作用，有选择地把光线送回到照亮它的卡车前灯的方向(如图B所示)。

　　就露水佛光来说，象眼球或玻璃珠那样的作用，是通过草叶支撑着的露水珠产生的，露珠大致呈圆球状。露水的确没有象玻璃那样使得光线大大弯曲(玻璃的折射率较大)；所以，水就把光线带到露水珠后面不远的某个对焦点，如图C所示。

　　为了最有效地逆射阳光，应当让叶面位于水珠背面的后边，水珠背面向着对焦点。有几种草的叶面带有细微茸毛，确实支撑着水珠使它稍稍离开叶面，并把光强高得惊人的光线，往回送向明亮的光源。要想了解这样的光线，可朝着你的对日点观看，你的头影就标志着对日点，于是在头影附近有发自草叶的强烈亮光，但是在你朝着离开头影更远的地方注视时，可看到光强减弱了。正象宝光的情况那样，每个人只可能看到他本人身影周围的佛光晕圈。
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2011/10/19 14:25:08 25楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
极　光

　　太阳是一个庞大而炽热的气体球，在它的内部和表面进行着各种化学元素的核反应，产生了强大的带电微粒流，并从太阳发射出来，用极大的速度射向周围的空间。当这种带电微粒流射入地球外围那稀薄的高空大大气层时，就与稀薄气体的分子猛烈地冲击起来，于是产生了发光现象，这就是极光。

　

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2011/10/19 14:25:51 26楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
为什么极光大多在南北两极附近的上空出现？

　　极光大多在南北两极附近出现，很少在赤道地区发生。为什么呢？

　　瑰丽的极光是天空的奇观，它是高纬度地带晴夜天空常见的一种辉煌闪烁的光弧或光蒂．这种电的现象在中低纬度地带一般是不常见的。极光的形成主要是由于太阳的带电微粒发射到地球磁场的势力范围，受到地球磁场的影响，从高纬度进入地球的高空大气，激发了高层空气质粒而造成的发光现象。地球是一块巨大的磁石，而它的磁极在南北两极附近。我们知道，指南针总是指着南北方向，就是因为受了地磁场的影响。从太阳射来的带电微粒流，也要受到地磁场的影响，而且使带电微粒流聚集在磁极附近。所以极光大多在南北两极附近的上空出现。在南极发生的叫南极光，在北极发生的叫北极光。我国处在北半球，所以东北等地看到的只能是北极光。

　　在一般的年月里在我国的纬度上，极光就比较罕见。但是我们知道，极光现象是与太阳活动有着密切关系的，每当太阳活动较强的年份，极光就可以在较低的纬度上看见。

　　1957年3月2日夜晚7点钟左右，我国东北边境的漠河和呼玛城一带出现了几十年少见的的极光：一团殷红灿烂的霞光突然地升腾起来，一瞬间变成了一条弧形的光带，从黑龙江上空伸向大兴安岭的南方。在同年的9月29日到30日夜晚，我国北纬40度以上的广大地区，也出现了一次少见的瑰丽的极光，映红了北方的天空。人们怀着极大的兴趣观看这种难得见到的自然现象。

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2011/10/19 14:26:40 27楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
为什么极光会是五彩的呢？

　　这是因为空气是由氧、氮、氢、氖、氦等气体组成的。在带电微粒流的作用下，各种不同的气体所发出的光也不相同，因此就有各种不同形状的颜色的极光。有的极光象帐幕，有的象圆弧，有的呈带状，有的呈射线状；有的是橙红色，有的紫红色；有的色淡，有的色深。有时候天空中五彩缤纷，美丽极了。

　　一般极光(主要是指弧状、垂幕状、幕弧状的极光)的亮度，以在距其下限的5一l0千米处最强，自此向上或向下，极光强度均迅速减弱，但在距下限约15千米以上，亮度随高度而减弱的程度就变得和缓些，其所以如此是由于下列原因所形成的。

　　当正电微粒进入大气时，与高空稀薄的大气分子或原子相碰使它们电离，并激动它们发光，发光的强度越与电离的程度成正比。当正电微粒初入大气时，由于大气密度过小，被电离的空气不多，故极光宽度不很强。以后当正电微粒继续向下行进时，所遇的空气质粒加多，被电离的空气也加多，因而极光亮度就渐渐加强，到了距极光下限约7一10千米处，极光最亮，再向下，由于带电微粒的速度已有相当一部分减弱到小于临界的最大电离速度，因而就不易使空气电离，被电离的空气分子也大为减少，极光亮度就又大为减弱了。但是侵入大气造成极光的带电微粒不单是正电微粒，还可能是负电微粒，在这种情况下，极光强度就不是正比于电离强度，而是正比于电子在其行径中被大气吸收的程度了。在很高的高空，由于电子速度很大，空气又很稀薄，所以电子被吸收得不多，极光就不很强，以后电子继续向下走，速度变慢，所遇到的空气密度渐大，电子被空气吸收的也渐多，所以极光渐强，约在距地110--140千米处极光最强，再向下，由于电子已大部被空气吸收了，所余的电子已不很多，能被空气再行吸收的电子甚少，因此极光的亮度又大为减弱。

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2011/10/19 14:27:03 28楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊


　　极光的表现有各种各样的形式，就外形看：有的如光幕、有的如光冕、有的如光弧、有的如光斑、有的如光带、有的如光柱、有的如光束；就结构来说：有的是均匀片状结构的、有的是下部明显上部模糊、有的是由线条构成、有的是由斑点构成；就轮廓来看：有的下面有轮廓上面没有轮廓、有的则全部没有轮廓，只在夜空中呈薄透明的一片；就运动的情况来看：有的静，有的动，动的情况也是各种各样的：有的呈脉动状、有的如布幕因被风吹而呈现的晃动的样子，有的呈横扫状、有的如火蛇般窜动、有的则如火焰般窜动；就位置来看：有的在天顶(如冕状极光)、有的在地平线上微露出来(如曙光状极光)。在一次极光中可以同时呈现几种式样，有时极光是单层的，有时则是双层的甚至是多层的。


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