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气象课堂：天空中不寻常的颜色

作者：Jason Bright 
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文章附图

我们已经讨论过为什么天空是蓝色的. 是时候解释为什么有时候它会变成阴影，看起来更像是其他行星的大气层。
绿色天空
2022年7月6日傍晚，美国苏福尔斯市的天空变成了绿色。
照片：推特/杰卡米尔
据气象学家说，这是一种罕见的飓风造成的。法律这样的飓风是由一组快速移动的雷暴组成的，其长度可达400公里，风速可达每小时200公里左右。
当雨云中有大量的大水滴时，它们会散射蓝光。它使他们看起来蓝色，而不是深灰色。但是到了日落或黎明时，除了蓝色，云层还会散射黄色和红色的光。当所有这些阴影叠加时，我们的眼睛看到绿色。
图片来源：Twitter/cory_martin
科学家指出这就是苏福尔斯发生的事，绿色的天空是一种罕见的自然现象，可能预示着一场大冰雹的到来。
橙色的天空

2009年9月底，几乎整个澳大利亚东海岸的天空都变成了橙色和红色。
照片：格雷格伍德/法新社/盖蒂图片社
白天，空气的颜色似乎是黄色的，但接近黄昏时它变得非常红，然后，最壮观的照片被拍摄。

成因是最大的沙尘暴。这些地方的植被很少，土壤中含有许多含铁的矿物质，呈现出橙色的阴影。

照片：蒂姆·温伯恩/路透社
通过这种方式，风暴将大部分橙色和红色颗粒提升到空气中，太阳照亮了这些颗粒，并将其光散射在这些颗粒上，使东澳大利亚在一段时间内变成了火星。
粉红色的天空

2022年7月，南极极地站的居民注意到天空变成了明亮的粉红色。
照片：斯图尔特·肖
在一年中的这个时候，南极洲几乎全天候都是黑暗的，只有在中午的时候，太阳的光线才会冲破地平线，形成短暂的黄昏——那一刻天空变成了粉红色。
根据新西兰科学家的说法，在今年1月发生的太平洋岛国汤加附近的一座巨大的水下火山爆发，导致了这种发光现象。
火山喷发时喷出的颗粒可以在大气中持续数月甚至数年。研究人员说，在日出和日落期间，火山气溶胶会散射和折射太阳光使天空变成明亮的粉红色或紫色阴影。
这些现象之间有什么联系？

你可能已经注意到，在这三种情况下，当天空变成红色或其他不寻常 的颜色以及散射效应与黎明或日落有关。这是怎么一回事？
周围的一切，包括光，都是由粒子构成的。因为光的行为类似于波，所以每个光的粒子都有波长。我们的眼睛把不同的波长看成不同的颜色。

每一个粒子，包括光和原子，都在“振荡”。不同颜色的光有不同的振荡频率。如果一个光粒子的振荡频率接近于与之碰撞的原子的振动频率，就会发生共振，原子就会“再辐射”；这个光围绕着自己——这就是我们所说的“散射”光。
波长（以下）和太阳光散射颗粒在大气中的百分比
构成我们大气层大部分的氧原子和氮原子与“蓝色”和“紫色”光波产生的共振最多，但在进化的过程中，我们的眼睛还不能很好地适应看到单色紫色。结果，白天的天空看起来很蓝。

当太阳接近地平线时，光在到达我们眼前之前，必须与大气中大量的粒子相互作用，这比正午时要多得多。正午时，太阳正上方，或至少高于黎明和日落时。
正因为如此，更多的光被散射，我们终于注意到空气是如何散射具有“红”和“黄”波长的粒子的。这样，我们就能在罕见的天气事件中看到红色的日落和日出以及不同寻常的颜色。
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