作者:绿野仙踪 , 编辑:徐德文
最近 , 北半球高纬度地区上演着一场又一场的天幕奇观——绚烂多彩的神秘夜光云 。
2021 年 6 月 20 日在加拿大艾伯塔省埃德蒙顿拍摄的夜光云
在过去一个星期以来(2021年6月中旬) , 美国北部、加拿大 , 英国和欧洲(包括法国和荷兰)等高纬度地区的人们经常能看到这种神奇的天文奇观 , 美得让人屏住呼吸 , 不少人纷纷把这种天象拍下来传到网上 。
什么是夜光云呢?
夜光云形成于大气层的最高层——距地球表面80公里处的中间层——美国定义的太空边缘 , 公认的标准是100公里 。 这些柔卷如纱的云被认为是冰晶形成的 , 而冰晶起源于流星分解后极为微细的尘埃颗粒 。 但只有在温度非常低并且中间层有水汽的时候 , 尘埃颗粒才会触发冰晶的形成 。
为什么在夏天会形成这些需要极端寒冷温度的云呢?这是因为大气总是在不停地运动之中 。 实际上 , 只有在夏季 , 极地附近上空的中间层的温度 , 才是一年中最冷的 , 而非是人们想当然的冬季 。
这是因为在夏季 , 靠近地面的空气被加热上升后 , 由于大气压随高度降低 , 上升的空气会膨胀 , 而膨胀会消耗能量 , 空气温度就要降低 , 但中间层空气极为稀薄 , 无法与周围气体交换热量 , 这就导致了绝热膨胀冷却 , 其影响会超过太阳辐射的加热效应 , 因而中间层顶的温度在夏季阳光直射时反而最低;没有阳光的冬季 , 极地则大气下沉 , 绝热压缩加热 , 温度反而最高 。 因此 , 夏季极地上空中间层的空气温度可能会低至零下134摄氏度 。
2021年6月20日拍摄于荷兰
在北半球 , 大多数年份的中间层通常会在5月至8月达到这些温度 , 南半球则在每年11月份到次年的2月份 。
这个时候如果中间层的水汽含量足够高 , 产生足够多的冰晶 , 就会生成云 。 科学家发现 , 从2007年以来 , 夜光云越来越频繁地出现 , 今年中间层的水汽含量比以前任何一年都多 , 因此今年的中间层云的数量也是14年来最多的 。
根据近年来的研究 , 其原因可能是火箭发射活动越来越频繁 , 导致更多废气、颗粒和水分进入中间层 , 从而形成夜光云;另一个原因可能和二氧化碳的排放越来越多有关 , 因为二氧化碳在中间层会产生冷却效果 , 导致水分更容易凝结在颗粒周围形成云 。
如果真是这样的话 , 夜光云增多可能并不是好兆头 , 这很可能意味着人类活动正在急剧改变我们的星球 , 不光地表 , 连高到中间层的大气也无法幸免 。
拍摄于6 月 20 日 , 加拿大艾伯塔省
但是这些云并不是在一天24小时内都能看见 。 只有当太阳刚好低于地平线时 , 夜光云才有机会被见到 , 例如 , 从日落后约90分钟至约两小时内 , 或者日出前2小时内 。 在这种时候 , 当太阳位于地平线以下 , 并且中间层的高空中有云时 , 阳光就会照亮这些云 , 使它们在黑暗的夜空中发光 。
下图为Katarzyna Kaczmarczyk于2021年6月15日凌晨1:30在波兰华沙上空拍摄到的夜光云 。
运气足够好的话 , 在飞机上看到的夜光云 , 又是另外一番景象 。 下图为布赖恩·麦克多诺( Brian McDonough)于 2021 年6月15日在格陵兰岛以南的大西洋上空11000米处拍摄的夜光云 。 拍摄者说 , 当时他正打算拍几张北斗七星的照片 , 突然看到了一种超凡脱俗的蓝色夜光云 , 其后颜色由蓝至橙逐渐变化 , 直到太阳升起 , 才慢慢消失 。
因为只有在高纬度地区才会有的天文现象 , 有人会把这种奇观误以为极光 。 其实这是两种完全不同的景观 。 极光(Aurora) , 是一种绚丽多彩的等离子体现象 , 其发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场 , 在地球南北两极附近地区的高空 , 夜间出现的灿烂美丽的光辉 。 极光只会在电离层发生 , 离地面至少有上百公里以上 。
不过marybeth kiczenski是一个幸运儿 , 他于2021年6月15日在密歇根州铜港拍摄夜光云时 , 惊奇发现 , 暮色中夜光云居然伴随着极光 , 尽管肉眼几乎看不到 , 但相机捕捉到了!
下面这张照片拍摄于2021年6月16日至17日 , 地点位于北纬 51° 的加拿大艾伯塔省南部 。 很少人能看到这么明亮的夜光云 。 它们在黄昏时呈现出明亮的电蓝色 , 气势磅礴的场景由地平线延伸到天空的正上方 , 斑斓的色彩变幻莫测 , 直到黎明时分才慢慢消失 。
在中国 , 如果你也想看到夜光云 , 最有可能的地方是黑龙江的漠河 。 不过由于各种各样的原因 , 中国夜光云发生的机会不多 。 能看到的话 , 说明你是一个非常幸运的人 。
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【科学|多人拍到壮观夜光云,出现在太空边缘,但可能不是什么好兆头】愿看到这篇文章的朋友们都是幸运的人 。
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