【物理那些事儿】海市蜃楼

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发表于:2015-05-14 13:07 [只看楼主] [划词开启]

海市蜃楼的形成条件

蜃景与地理位置、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。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。

就拿下蜃的形成来说。夏季沙漠中烈日当头,沙土被晒得灼热,因沙土的比热小,温度上升极快,沙土附近的下层空气温度上升得很高,而上层空气的温度仍然很低,这样就形成了气温的反常分布,由于热胀冷缩,接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大,这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光,从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射,其入射角逐渐增大,增大到等于临界角时发生全反射,这时,人要是逆着反射光线看去,就会看到下蜃。

柏油马路因路面颜色深,夏天在灼热阳光下吸收能力强,同样会在路面上空形成上层的空气冷、密度大,而下层空气热、密度小的分布特征,所以也会形成下蜃。

发生在沙漠里的“海市蜃楼”,就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里,白天沙石受太阳炙烤,沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差,在无风时,沙漠上空的垂直气温差异非常显著,下热上冷,上层空气密度高,下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,光的速度发生了改变,经过光的折射,便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上,有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。

海市蜃楼是一种光学幻景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 海市蜃楼简称蜃景,根据物理学原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。


海市蜃楼的辨别方法

海市蜃楼是一种光学现象。沙质或石质地表热空气上升,使得光线发生折射作用,于是就产生了海市蜃楼。

  

海市蜃楼会发生在离海岸线大约6英里(9.6千米)的沙漠地区,会使1英里(1.6千米)以外或更远的物体看起来似乎要移动。使陆地导航变得非常困难,因为在海市蜃楼环境中,天然特征都变得模糊不清了。
  

海市蜃楼会使一个人很难辨别远处的物体,同时也会使远处视野的轮廓变得模糊不清,你感觉好像被一片水包围着,而那片区域高出来的部分看上去就像水中的“岛屿”。海市蜃楼还会使你识别目标、估计射程、发现人员等变得十分困难。
  

不过,如果你到一个高一点的地方高出沙漠地面10英尺(3米左右)(3又 1/3米),你就可以避开贴近地表的热空气,从而克服海市蜃楼幻境。
  

总之,只要稍稍调整一下观望的高度,海市蜃楼现象就会消失,或者它的外观和高度会发生改变。


各地海市蜃楼的真实场面整理

海口市沿海
  

2011年5月9日下午4时左右,海口市沿海出现海市蜃楼奇观,持续一个小时左右。海市蜃楼是一种光学现象。春夏、夏秋之间,万里无云,海水与水面的空气层易出现较大温差。水温低于空气,这时水面的气层与空中的气层密度便发生较大差异,光线通过密度不同的气层便会发生折射或全反射,就形成了海市蜃楼奇观。
  

广州市塔顶
  

2011年5月10日,广州塔顶出现巨大的空中投影,这一盛景蔚为壮观。从拍摄图片看,投影一度像一顶皇冠,像是在为广州塔加冕。专家称,这也是海市蜃楼的一种。
  

市民拍摄到的这组图片显示,7时许,广州塔顶端出现一条直冲天际的深蓝色投影线,紧接着在塔顶的背后出现塔身的投影。仰视之,犹如一个更大号的广州塔矗立在塔身背后。随后,慢慢消逝的投影一度像一顶黑色的皇冠戴在塔顶。
  

相关照片被贴上网络后迅速传播开来,多家电台及网络媒体都对此进行了报道。
  

一些网友则把这组照片发到微博上,引来网友热议。有人感觉“诡异”,有人质疑照片可能是PS的,有人则调侃道:“不是那削掉的15米灵魂附体吧?”
  

一位具有多年拍摄经验的摄影记者认为,这组照片不像是PS的。该记者表示,由于拍摄时间是早上7时许,加之广州时晴时雨,空气中水汽较多,在电视塔塔顶这样的高空容易形成“水汽幕”,“就像我们平时所看的水幕电影一样,广州塔在低角度的太阳光照射下是可能出现这种巨大的投影”。
  

广东汕头惊现海市蜃楼
  

有市民拍摄到我市出现海市蜃楼的奇观并发上微博,该微博被大量转发并引起热议。
  

据市民黄栋正称,2日下午一阵大雨过后,在中环大厦发现我市西北方向天空出现连绵起伏的山脉,而平时在该角度望去是看不到山的,所以应是海市蜃楼现象。记者在微博上发现,不只是身在市区的网友拍摄到这一景象,有濠江区的市民也同样拍摄到海市蜃楼的景象,一些网友还拍摄成视频发上微博。
  

市聿怀初级中学教师林臻平时经常研究光学原理,他认为确实出现了“海市蜃楼”,这是一种光折射的自然现象,出现的山峦是物体反射的光经大气折射而形成的虚像。
  

乌云密布倾盆而下的大雨后,汕头出现“海市蜃楼”奇景!在中环大厦往北偏西方向发现雨后天空出现一连绵起伏的山脉。


分类: 小小物理家

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