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海市蜃楼形成的原因 海市蜃楼是如何发生的

2020-05-26 来源:天气网

  导语:海市蜃楼虽然是一种虚幻景象,但有时候一些景象实际上是现实中存在,那么,既然是现实中有的东西,为什么会变成虚幻出现在别的地方呢?到底海市蜃楼是如何发生的?下面我们一起来了解海市蜃楼形成的原因。

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海市蜃楼

  气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。当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。

  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,光的角度发生了改变,经过光的折射,便将远处的绿洲呈现于人们眼前了。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。

  海市蜃楼的类型:

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海市蜃楼分类

  1、上蜃景

  名称来自于意大利的MorganleFay,神话中与亚瑟王是异母姊妹的仙女。他会更替的出现被压缩或伸展、倒置和抬升的影像。上蜃景也是一种快速变化的蜃景。

  上蜃景几乎可以在任何区域中观察到,但是最常见的是在极地,特别是有着一致低温的大片冰层。在极地的上蜃景现象都在相对较冷的天气被观察到,然而在沙漠、海洋、和湖泊,可以在热天观察到。要生成上蜃景,逆温层须要对光线造成强大的偏折,在逆温层内的偏折必须大于地球表面的曲率。在这样的条件下,光线被偏折并且成为弧形。一为观测者的位置必须在其中或低于大气波导之下才能看见上蜃景。从海平面到高山顶,甚至在飞机上,在大气层的任何高度都可以看见上蜃景。

  2、下蜃景

  之所以称为“下”是因为看见的影像是在实际物体下方的缘故。真实的物体是蓝天或在这一方向的远方物体,意思是说我们看见的物体实际上是在远方地面被蓝色补缀的。对在沙漠中筋疲力竭的旅行者,它看起来像是湖水;在柏油路的道路上,它看似满溢的水或甚致是油。这被称为“沙漠蜃景”或“高速路蜃景”。在阳光的曝晒下砂和柏油都会变得很热,很容易就会比上方1米的空气热上10℃,而足以形成蜃景。

  下蜃景的影象是不稳定的。热空气上升和冷空气(因为密度较高)下降,因此空气层会混合,引起上升的湍流,图象会因此而被扭曲。它也可能会振动、垂直扩展(高耸)或横向扩展(水平变宽)。如果有几层不同的温度层,可能会混核好几个蜃景,导致双(重叠)的影像。在任何情况下,蜃景的高度通常不会超过伴度(等同于月球或太阳的视直径),并且与实物相距只有几公里。

  3、侧向蜃景

  当水平方向的大气密度很不同,使大气折射率在水平方向存在很大不同的时候,便可能出现侧向蜃景。

  此外,根据它与原物的对称关系,可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃;根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。

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