日落与日出时天空色彩的科学解析 | AI生成和翻译
为什么日出和日落时天空会呈现彩色（橙色、红色、粉色等）
你在日出和日落时分看到的绚丽色彩——那些令人惊叹的橙、红、粉、紫色——并非偶然的美景，而是阳光与地球大气层相互作用的产物。以下是逐步解析：
1. 阳光与其色彩构成
- 阳光在我们眼中呈现白色，但实际上由可见光谱中的所有颜色（如彩虹）组成。每种颜色拥有不同波长：较短波长（蓝/紫色）与较长波长（红/橙色）。
2. 大气层的作用
- 正午时分，太阳高悬头顶，阳光穿过大气层的路径较短。这使得较短波长的蓝光向四面八方散射，令天空整体呈现蓝色。
- 日出日落时，太阳位于地平线附近，阳光需要穿越更厚的大气层（路径长度可达正午时的10-20倍）。这段额外距离放大了散射效应。
3. 瑞利散射：关键现象
- 空气分子（氮气和氧气）与微小颗粒（如尘埃或污染物）如同“棱镜”般散射光线。较短波长（蓝光与绿光）更易被散射，因为它们更容易与这些微粒发生碰撞。
- 其结果是蓝光被过滤并散布于天空（这解释了地平线附近天空仍显蓝色的原因）。而较长波长（红、橙、黄光）几乎不受散射影响，最终成为抵达我们视野的主导光线。
- 这一现象被称为瑞利散射，以19世纪解释该原理的物理学家瑞利勋爵命名。
4. 色彩增强的奥秘
- 云层与气溶胶：云中水滴或烟雾/尘埃等颗粒会反射折射残余的红橙光，增添粉、紫甚至绿色调。洁净空气往往呈现柔和的色彩，而污染或多尘空气会强化色彩浓度。
- 天气因素：高海拔云层或近期降雨可通过捕捉与反射光线来增强视觉效果。
- 日出与日落存在细微差异：因晨露和夜间沉降的尘埃，日出通常显得清冷柔和；而日落因白昼累积的污染物往往更显暖调。
简而言之，这完全是物理现象——无需魔法，只是光线穿过地球大气保护层时发生的弯曲。下次观赏朝霞晚晖时，不妨想想正是这穿越额外距离的阳光，将天际染成了壮丽画卷！