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海市蜃楼的形成

来源:学路网 责编:小OO 时间:2022-06-17 18:42:09
导读海市蜃楼是一种反常的折射现象,它是光线在垂直方向密度不同的大气层中传播,经过折射造成的结果,它与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。

海市蜃楼,简称蜃景,是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。海市蜃楼这种神奇的自然现象很多人都久闻它的大名而不得一见,今天我们就来了解一下它吧。

“海市蜃楼”是一种因远处物体被折射而形成的幻象,可在陆地或者海上看见,其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度。由于密度不同,光线会在气温梯度分界处产生折射现象。我们的大脑认为光线总是沿直线传播,但是当光线通过下方温度低、密度大的大气时,就会向下折射,所以大脑中显现的远处高楼就会比实际高。

“海市蜃楼”经常发生在海上,因为海上一定范围之内的空间空气湿度较大,厚度也比较大,这样大面积的水蒸汽在运动下阴差阳错地形成了一个巨大的透镜系统。当近地面的气温剧烈变化时,则会引起大气密度的巨大差异,远方的景物,在光线传播时则会发生异常折射和全反射,从而造成蜃景。

“海市蜃楼”的形成与天气形势、气象条件、地理位置、地球物理等有密切联系。当海市蜃楼出现时,气象会发生明显变化。根据资料分析, “海市蜃楼”出现的前一天都出现了明显的降水、降温天气,气温普遍比之前一天明显偏低。另外,“海市蜃楼”的发生还与不同高度空气层的折射率有关,水汽含量是直接影响折射率的重要气象要素。同时,与气温、相对湿度突变也存在着一定关系。靠近海面的空气由于海水温度较低,且水蒸汽潮湿,因而折射率较大,而上方的空气因受日照影响温度较高。海面上空空气层的折射率是由下而上随高度逐渐减小,由于气象要素变化的不连续性,导致光在空气中折射率变化也呈现不连续性,光线穿过折射率大的空气层顶时,在晴朗、无风或微风的气象条件下,则容易形成全反射,从而产生“海市蜃楼”的奇观。

海市蜃楼常分为上现、下现和侧现。凡是物体的映像或幻景看上去好像从天空某一空气层反射而来的,则称为上现蜃景。上现蜃景常出现在海上,和北方有冰雪覆盖的地方。这是因为海水表面蒸发时要消耗热量同时海水温度的升高缓慢,而在冰雪覆盖的地区由于冰雪面能将大部分太阳光反射掉同时冰雪融化时也要消耗大量热量,致使下层的温度变得很低,因此在这些地方最容易出现强烈的逆温现象。如果近地面层是强逆温时,空气密度会随高度迅速减小,光线在这种气温随高度升高因而使空气密度随高度锐减的气层中传播,会向下屈折,远方地平线处的楼宇等的光线经折射进入观测者眼帘,便出现了上现蜃景。

凡是物体的映像或幻景看上去好像由地面反射而来的,则称为下现蜃景。下现蜃景大都出现热季的沙漠上或冬季暖洋流的海上。在晴朗少云平静无风的天气里,阳光照射在干燥的沙土上,沙土的比热小,土温上升极快,这里几乎没有水分蒸发,土壤分子传热又极慢,热量集中在表层,所以接近土壤层的空气温度也上升的很快,但上层空气却仍然很凉。当近地层是强烈降温层时,气温随高度很快降低,空气密度随高度很快增加,而光线在气温随高度而降低的气层内传播时会向上曲折,远方地平线处的景物的光线,经折射后直入观测者眼帘,便出现了下现蜃景。

当水平方向的大气密度很不同,使大气折射率在水平方向存在很大不同的时候,便可能出现侧向蜃景。

海市蜃楼自古以来就颇受关注,是一种十分有趣的折射和反射现象,在了解了这么多后,是否期待一见呢。

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