傍晚时分抬头仰望天空,你可能会看到午后的湛蓝天空被绵延数英里的红橙色调所取代。你也许会好奇:为什么天空的颜色在一天中的不同时间会发生变化?答案在于太阳光与地球周围大气层是如何相互作用的。
光以波的形式传播。我们看到的每一种颜色都由这些波的长度决定。红光的波长最长,而随着彩虹的颜色变化,波长会越来越短,直到达到蓝光和紫光,它们的波长最短。
当太阳光向我们传播时,起初它只遇到太空的真空。但在地球上,我们周围的空气中 swirling 着成千上万种几乎看不见的粒子。尘埃和水滴是较大的粒子,但构成空气本身的微小气体分子——主要是氧气和氮气——也存在。到达地球大气层的波长会与这些粒子碰撞,导致光向许多不同的方向散射。你可以这样想象:如果你曾在游乐园里挤满碰碰车的场地里,与其他车碰撞又被撞,你就扮演了光波的角色。
然而,并非所有波长的光散射程度都相同。
国家海洋和大气管理局的气象学家 Stephen Corfidi 说:“大气层就像一个过滤器,而且它一直在发挥作用,你未必会注意到。这基本上是选择性散射效应。”
蓝光波长由于其较小的尺寸,更容易在许多方向上散射。而较长的红光波长被空气中的微小粒子散射得最少。
白天,当光通过大气层的距离最短时,我们看到的是散射到整个天空的蓝光波。然而,在一天结束时,光必须穿过更长的大气层,而这些短的蓝光波很难穿过所有分子。它们在我们到达之前大部分都被散射开了。结果就是我们在日落时看到的红色天空,因为较长的红光波长仍然能够穿透大气层。
所以,当你看到夜晚的红天空时,请记住,它实际上是整个彩虹色彩中最后幸存下来的。