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“海市蜃樓”是如何形成的?

發(fā)布時(shí)間:2018年10月08日 來(lái)源:科普中國(guó)-科學(xué)原理一點(diǎn)通

  也許我們都曾在書(shū)上或電視上聽(tīng)說(shuō)過(guò)“海市蜃樓”這個(gè)詞,“海市蜃樓”真的存在嗎?它是如何形成的?

  “海市蜃樓”是一種因遠(yuǎn)處物體被折射而形成的幻象,可在陸地或者海上看見(jiàn),其產(chǎn)生原因是太陽(yáng)使地面溫度上升后形成的一種氣溫梯度。由于密度不同,光線會(huì)在氣溫梯度分界處產(chǎn)生折射現(xiàn)象。我們的大腦認(rèn)為光線總是沿直線傳播,但是當(dāng)光線通過(guò)下方溫度低、密度大的大氣時(shí),就會(huì)向下折射,所以大腦中顯現(xiàn)的遠(yuǎn)處高樓就會(huì)比實(shí)際高。

  “海市蜃樓”經(jīng)常發(fā)生在海上,因?yàn)楹I弦欢ǚ秶畠?nèi)的空間空氣濕度較大,厚度也比較大,這樣大面積的水蒸汽在運(yùn)動(dòng)下陰差陽(yáng)錯(cuò)地形成了一個(gè)巨大的透鏡系統(tǒng)。當(dāng)近地面的氣溫劇烈變化時(shí),則會(huì)引起大氣密度的巨大差異,遠(yuǎn)方的景物,在光線傳播時(shí)則會(huì)發(fā)生異常折射和全反射,從而造成蜃景。

  “海市蜃樓”的形成與天氣形勢(shì)、氣象條件、地理位置、地球物理等有密切聯(lián)系。當(dāng)海市蜃樓出現(xiàn)時(shí),氣象會(huì)發(fā)生明顯變化。根據(jù)資料分析, “海市蜃樓”出現(xiàn)的前一天都出現(xiàn)了明顯的降水、降溫天氣,氣溫普遍比之前一天明顯偏低。

  另外,“海市蜃樓”的發(fā)生還與不同高度空氣層的折射率有關(guān),水汽含量是直接影響折射率的重要?dú)庀笠?。同時(shí),與氣溫、相對(duì)濕度突變也存在著一定關(guān)系。靠近海面的空氣由于海水溫度較低,且水蒸汽潮濕,因而折射率較大,而上方的空氣因受日照影響溫度較高。海面上空空氣層的折射率是由下而上隨高度逐漸減小,由于氣象要素變化的不連續(xù)性,導(dǎo)致光在空氣中折射率變化也呈現(xiàn)不連續(xù)性,光線穿過(guò)折射率大的空氣層頂時(shí),在晴朗、無(wú)風(fēng)或微風(fēng)的氣象條件下,則容易形成全反射,從而產(chǎn)生“海市蜃樓”的奇觀。