书城自然神奇自然之谜总集(求知探索系列丛书)
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第27章 神奇的自然现象揭秘(3)

虹是一种自然的天气现象。在盛夏和初秋季节里,下雨前后,当空气里还飘浮着许多小水滴时,太阳光照射到这些小水滴上,由于发生折射作用,就使得太阳光线扩散开来,使之重新成为七种颜色;再经过地面的反射作用,就形成了由外向内、排列顺序为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的瑰丽多彩的光弧,这便是虹。虹的颜色和宽度取决于水滴大小,空中的水滴越大,虹的颜色越绚丽,虹带越宽;反之亦然。虹的出现,和当地的未来天气变化有着密切关系,我国劳动人民在生活实践中总结的“东虹日头西虹雨”的天气谚语,是有科学依据的。我们居住在温带地区,高空的气流是有规律地自西向东移动的,因此,未来的阴晴风雨的天气变化,是和西方气流的性质有着密切关系的。所谓的“东虹日头”,是指傍晚东方出现虹时,表明第二天是晴天,因为东虹表明东方空气中的水滴很多,湿度很大,但雨区将继续向东发展,不会经过本地区,所以当地不会下雨。而与此相应的西方,空气干燥,将向本地移来,因此当地的第二天将是晴天。“西虹雨”的意思,是指早晨在西方出现了虹,预示不久将出现阴雨天气。因为西方空中含有大量的水滴,这些水滴将向东发展,移向本区。再加上本地随着太阳的升高,低空的水汽继续蒸发不断上升到高空,与高空的水滴相遇,使高空中的水滴不断扩大增多,自然就会形成阴雨天气。

极光形成之谜

在我国东北的黑龙江北部,有时在漆黑宁静的晚上,茫茫夜空中,突然间出现一片红色绒幕。正当人们还没来得及仔细思索时,它又突然变成一片蓝色草地。时而似蟒蛇游动,时而又似骏马驰骋;或者像山间熊熊大火闪烁离合;或者像天神睁开了慧眼,光焰喷射,窥视人间……人们把这种在夜晚天空中出现的扑朔迷离的奇景,称为极光。

冰岛赫克拉火山上空的粒柱极光。

1982年6月18日晚10时左右,在我国黑龙江和吉林西部以及内蒙古和河北北部地区,有人目睹了这样一种极光。在北面天空高地平线附近,先出现了一个月亮大小的半圆形乳白色光片,紧接着,光片呈扇形向东北方向逐渐扩大。约10时15分时,形成弧形光幕,边缘较亮,中部较暗,光幕内看不见星星。然后,弧形光幕继续扩大,亮度锐减,10时30分时,光幕最大,约占天空1/5,而光幕内星星又再现。大约10时50分,光幕大部分消失。大约10时58分,光幕全部消失。

世界各地都出现过极光现象。在北半球看见极光机会最多的区域是美国阿拉斯加北部、加拿大北部、冰岛北部、挪威北部、新西伯利亚群岛南部。相比之下,我国黑龙江北部看见到极光的机会实在很少,并且主要集中在3月、9月份左右,也即在春分和秋分左右。

极光这种壮观的自然现象却有着不容忽视的破坏性。极光爆发期间,严重干扰电离层,从而破坏短期无线电信号的传播,这对通讯、交通都有不利的影响。例如在美国,一个远在阿拉斯加的出租车司机,在极光强烈活动之际,竟收到来自本土东部的新泽西州调度员的命令;同时,监视横跨极地飞行器的预警雷达屏幕上,会突然出现虚假的图像,因而报警。另外,极光不断变化就会在输电线、电话线和输油管道等细长的导体中感生出强大的电流。受感生电流冲击,输油管道可能会发生很大程度的腐蚀。1972年,一次极光使哥伦比亚的一台23万伏变压器炸毁,还导致美国缅因州至德克萨斯州的一条高压输电线跳闸。

这种既绚丽又极具破坏力的极光到底是怎么形成的呢?以往,科学家们普遍认为:来自太阳的高能带电粒子,到达地球附近空间,一旦被地球捕捉,就受到地球磁场的控制,沿磁力线朝地磁极作螺旋下降,再与那里低密度的高层大气相遇而放电发光。或者太阳出现黑子、耀斑、日珥等,组成太阳的物质还不断产生大量带电粒子,如质子、电子等,这些带电粒子像来自太阳的一股旋风(又称“太阳风”),冲入地球范围后,受地球磁场的影响,它们便集中降落到南北地磁极附近的高空,高空大气中的各种气体原子、分子受到这些带电粒子的激发,便造成极光现象。那么依据这种解释,极光就应该在磁极上空以某种“辉点”那样的形式出现。但是,事实并非如此。极光并没有呈“辉点”的表现形式,而是在极区上空呈不规则的椭圆形幻象。这种情况推翻了先前的设想。究竟是怎么回事,还有待人们进一步研究。

假太阳形成之谜

1985年1月3日11时左右,在黑龙江省绥化市的上空出现了一个实属罕见的奇景——“五个太阳”。当天,绥化市被一层轻薄的云笼罩着,快到11时的时候,天空中出现了奇景:太阳光盘呈火红色,边缘为金黄色,光辉夺目;太阳四周有一个46°晕和一个时隐时现的22°晕;太阳两侧各有两“小太阳”,一个白色大半圆光环把四个“小太阳”和太阳贯穿起来,四个“小太阳”十分耀眼,闪烁着灿烂光芒,就像一条闪闪发光的项链上的宝珠。在22°和46°晕的北部,还各有一个凸向太阳的绚丽多彩的弧,两弧都为内蓝外红,光辉耀眼。

天空中真的有五个太阳吗?事实上,一个是真太阳,其余四个只是假象,气象上称为“假日”。假日是太阳光通过不同形态的冰晶所形成的光亮点。这种光亮点通常对称的出现,有时要多达七八个。由于形成几个假日时对光线进出冰晶的位置和冰晶的形态要求很高,所以假日现象比较罕见,多假日的情况就更是世间少有了。各种假日形成的光路和冰晶形状的关系也十分复杂。

1933年9月13日,美国科学家查贝尔在美国西海岸较高纬度的地方观看日落时,拍摄了一组珍贵的照片:一轮又红又大的太阳慢慢西沉,开始由圆形变成椭圆形,接着又由椭圆形变成了馒头形,上圆下平。渐渐地太阳的上半部分也被削平了,后呈现出有棱的四个角,就成了一个罕见的方形太阳。这组照片,引起了当时海内外人士极大的关注。直至今天,仍被作为珍贵资料引用。

在冰天雪地的冬天低空,太阳周围有一圈晕光和两个用日

这种“方形太阳”是由于太阳光通过上下不同密度的大气层时,光线发生折射、反射等原因产生的。在极地和高纬度地区,陆地和海面温度通常不可能太高,近地层的空气温度低于高层的空气温度,这样就出现了“大气逆温”现象。靠近地面或海面的空气密度大,而愈向上密度愈小,当靠近地面和海面的太阳光从这种低空大气中通过时,就发生折射。这种折射光线随着太阳的西落明显地发生向地球一侧弯曲的现象,所以太阳下部分也逐渐发生光的偏折现象,好像是用刀子削平似的,成为一条平行于地平线的直线。随着太阳逐渐西落,它的上半部分也逐渐发生光的偏折,到达一定高度时,太阳的上下边缘都被折射成为直线形,形成了奇特的“方形太阳”。“方形太阳”必须在极地和高纬度地区,无风、无云、空气中没有冰晶雾等严格的天气条件下才可能产生,因此比较罕见。

1979年7月20日的黄昏,一艘波兰纵帆船“晨星号”从旧金山经赤道驶过波利尼西亚,进入萨摩亚以西的海域时,突然闪现出一道光辉耀眼的绿色光芒,一名舵手激动地呼喊起来:“快来看哪!太阳发出绿光!”可是,话音未落,那道绿色的光芒已消逝得无影无踪。

由此可见,太阳绿光的出现确实是可能的,只不过是一瞬间而已。在埃及和亚得里亚海沿岸,几乎每天日出和日落时都可以看到绿光。一般在黄昏时,只要地平线清晰,海面上又没有云彩,就必定会出现绿光。据说,在埃及金字塔里发现的6000年前的图画,其内容就是光芒四射喷着绿光的太阳。

绿色阳光也是太阳和大气层为我们开的一个玩笑。我们通常看到的太阳光,是由红、橙。黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的。而大气中由于上、下层的密度分布不均,空气越往高空越稀薄,因此就酷似一个棱角朝上的“气体三棱镜”。当太阳光线穿过时,光线就折射而发生色散,分散成七种单色光。值得一提的是,这种折射引起的色散,只有当太阳靠近地平线,太阳光几乎朝不同方向穿过非常厚的大气层时,才最明显。这时,太阳光被分散成七种颜色的单色光。因红光波长最长,折射角最小,所以随着落日,红光最先没入地平线以下;其后橙光、黄光、也消逝在地平线下,而此时地平线上还留下绿光。青光、蓝光和紫光。由于青光、蓝光和紫光的波长比较短,在穿过厚厚的大气层时,受到大气中尘埃的强烈散射影响,已经变得非常微弱,超出我们的感觉范围,只有绿光比较强,能够到达人眼,并且显得格外光彩夺目,这就形成了“绿色阳光”的奇观。因为绿色都出现在日没和日出的一小段时间里,所以它存在的时间十分短暂,一般停留1~3秒钟。

地理奇观

奇异的景观

祖国大地铺锦乡,种种神奇的自然奇观令人神往。

峨眉佛光

闻名遐迩的峨眉佛光十分奇特。每当晴日午后,站在峨眉山金顶就可看到这种奇特的景象。即当太阳、云雾、人三者成40度折角时,云层上便会出现一个巨大的光环,光环中有一个人影,这就是观者自己的身影。令人惊异的是:不管金顶上有多少人,光环中的人影始终只有观者自己一个,你看到的是你自己,他看到的是他自己,绝不是别人。

华山球影

西岳华山被誉为“奇险天下第一山”。每年夏至前后,每当晴天傍晚,晚霞消失后,西边地平线上忽然出现一个半圆形。国际天文学家曾就此写过论文,认定华山顶上出现的圆形光环是“地球阴影”。

西海奇

张家界西海的奇峰数以千计。在贺龙公园与神堂湾的风景地段,耸立着一根200米高的石柱,峰顶叠翠,两个山峰中间嵌着一块小石头,这块神奇的石头和石峰,每年出现一次奇迹——晚上发一次光,就像烧电焊似的,火花四射,把整个西海照得如同白昼。其光由弱到强,由此及彼,约持续三四分钟,最后由强变弱,慢慢地消失。

林海光桂

林海光柱是发生在我国大兴安岭、小兴安岭的一种奇异光象。据科学研究分析,这是日月光与冰针配合出现的无数条通天垂直光柱。(冰针是我国北方冬季多见的天气现象)。

武当至影

武当山上的天柱峰有一座鎏金殿,它的四周常飘有流云飞雾。偶尔会出现与金殿一模一样的虚影映在金殿上方,形成雾影两重的奇观。这种光气现象为武当山所特有。

晴日彩云

在台湾省太平山,常可观赏到五颜六色的云彩。只要是晴天,你在山上就会看到这里的云彩有红、有绿、有黄、有青、有紫……一会儿涌来,一会儿散去。有时向你身边围拢,有时飘散而去。人在其中不知所在,似仙非仙,似幻非幻,真是美不可言,妙不可言。

血红月色

张家界天子山的月亮垭,常可见到一种自然奇观。每当久雨初晴的晚上,一轮血红血红的月亮从月亮垭升起,就像初升的红日,发出红色光环,把贺龙公园、石家檐、神堂湾一带照得通红,为周围的群峰染上一层金色。这种神异景色可持续一个多小时。

日月并升

每年十月初的清晨,在浙江钱塘江北岸的鹰穿顶上,可看到日月合成一体,同时从钱塘江上冉冉升起。太阳略大于月亮,太阳的一圈显示出美丽的红色或蓝色光环,十分奇丽壮观。

一人多影

在张家界的金鞭溪上,若遇上秋高气爽晴空万里的好天气,游人会惊奇地发现,你自己的身影由一变二,由二变三,人动影随,影随人至,令游客大为惊奇。

极光极昼

极昼是我国黑龙江省漠河的奇景。每年夏至前后,太阳直至晚上ZI时才姗姗西沉,而凌晨两点又冉冉升起。这时,即便是深夜零点,仍可在户外读书看报。漠河又是我国唯一可看到极光的地方。当极光出现在浩瀚夜空时,只见红光一闪,天空中映出一道道美丽的光束,五彩缤纷,变幻无常。

水火同源

台湾南部关子岭有一举世无双的绝景:水从黝黑的岩缝中涌溢出来,流入一小池中,只见池中滚滚沸腾,火焰不断从水中腾起,如移干柴近之,则会立即燃烧起来。千百年来,火不曾熄灭,水从未烧干过。

响沙蛙鸣

内蒙古伊克昭盟达旗有一座小山,叫叶银肯响沙山,它的面积仅1200平方米。为什么叫响沙山?说来离奇得很,当人们从响沙山的山脊下滑时,沙山就会发出隆隆轰鸣声。如若许多人同时下滑,响声便似浪潮一样,阵阵涌出,起先像机器刚启动,继而雄浑、猛烈,最后发出像喷气式飞机一样巨大的轰鸣声。如果用手捧沙或将手插入沙中,便能听到“哇哇”的蛙鸣声。

怪石牛鸣

广西靖西县境内有块巨大的怪石,表面非常光滑,中间和底部有许多天然洞孔。大者像碗口,小者也有铜钱那样大。洞孔呈喇叭形,若向小洞内吹气,巨石便发出“哞哞’的叫声,像牛叫一样。

漩塘怪水

贵州安顺龙宫风景区内有个罕见的神奇之塘,直径100多米。该塘的水是流动的,水流按顺时针方向慢慢旋转,约3~4分钟转一圈,人叫它为“漩塘”。塘的附近有一条小溪,溪水以中间为界,水向两头相背而流。