• 神奇的人间幻景——海市蜃楼之谜

  • 发布时间:2018-03-27 02:44 浏览:加载中
  • 神奇的人间幻景

    海市蜃楼之谜

    自然档案

    类型:自然现象

    发生地点:沿海、沙漠

    发生条件:晴朗、无风天气

    平静的海面、湖面、雪原、戈壁或沙漠等地方,有时会突然耸立起虚无缥缈、宛如仙境的亭台楼阁和城郭古堡,或者其他物体的幻影,这种现象就是海市蜃楼,简称蜃景。我国古代传说中,“蜃”是蛟龙中的一种,它会吐出仿佛一幢幢楼台亭阁的气;“海市”则是神仙的住所,存在于若有若无的天边。海市蜃楼因此而得名。

    虚幻的蜃景

    虚无缥缈的海市蜃楼从古至今就一直存在着。在西方神话中,蜃景却被描绘成魔鬼的化身,是死亡和不幸的征兆。而在我国却是无数人向往的美丽仙境。秦始皇汉武帝曾前往蓬莱寻访仙境,以求长生不老。如今现代科学已经对大多数蜃景作出了合理的解释,认为蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像,而所谓蜃景也就是光学幻景。

    海市蜃楼是光线在垂直方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果。它不仅产生在海上、沙漠中,甚至在柏油马路上也会看到。蜃景根据它出现的位置相对于原物的方位,可以分为上蜃、下蜃和侧蜃;根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景;根据它与原物的对称关系,可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃,等等。蜃景有两个特点:一是重复出现在同一地点,在美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一致,我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份,俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是出现在春天,而美国阿拉斯加的蜃景一般是出现在每年7月中旬左右。

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    海上仙山

    在烟波浩渺的大海上,镶嵌着一群宝石般苍翠如黛的岛屿,这就是被世人誉为“海上仙山”的美丽群岛——庙岛群岛,亦称长岛。长岛扼踞辽东半岛与山东半岛之间的渤海海峡,与古城登州(蓬莱)隔海相望。据《史记》记载,秦皇汉武都不辞跋涉,停步歇马于蓬莱丹崖山畔,望海中仙山,乞求长生。这仙山指的便是长岛,唐诗曾云:“忽闻海上有仙山,山在虚无缥渺间……”,宋朝的大文学家苏东坡当年曾眺望长山诸岛不由赞叹道:“真神仙所宅也!”《西游记》、《镜花缘》等神话小说更把这里描绘成一个虚幻缥渺,超脱凡尘的世外桃源。长岛是中国海市蜃楼出现最频繁的地域,特别是七八月间的雨后。

    沙漠中的“海市蜃楼”的原理是太阳光遇到了不同密度的空气折射出来的现象。沙漠里,白天气温高,日照强,沙层表面的气温也就迅速升高。在无风时空气传热性能差,于是在沙漠上空形成了下热上冷(上层空气密度高,下层空气密度低)的现象。而太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,光的速度便发生了改变,在光的折射下,远处的绿洲便呈现在人们眼前了。海面或江面上,有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。

    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。

    有趣的折射现象

    在无风或微风的晴朗天气里,光在折射率不均匀的空气中连续折射和全反射的时候也能够出现海市蜃楼。但由于空气折射率变化的不均匀,物像变形,偶尔微风的扰动,仙境便会慢慢消散,如此这般使它蒙上了一层神秘的色彩。

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    蓬莱仙境

    蓬莱地处山东半岛最北端,濒临渤海、黄海,东与韩国、日本隔海相望,海岸线长86千米,全市总面积1200平方千米。蓬莱素有“仙境”之誉,它依山傍海,景色秀丽,独具虚无缥缈的“海市蜃楼”奇观,被认为是传说中的“蓬莱、瀛州、方丈”三座仙山之一。“八仙过海”的美丽传说便源于此,因而它自古便是历代帝王寻仙访药、文人墨客走笔放歌之地。翰墨流传,为山海增色,遂使蓬莱仙境扬名天下。

    为了更深入地了解虚幻蜃景,我们就需要详细了解折射这个现象。折射是当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,它以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折。把一根直杆倾斜地插入水中时,我们可以清楚地看到杆在水下部分与它露在水上的部分好像折断了一般,这就是一种折射现象。有人曾利用装置,将光线从水里投射到水和空气的交界面上,折射后便可以看到一部分光线反射到水里,另一部分折射到空气中去了。如果转动水中的那面镜子,使投向交界面的光线更倾斜一些,出现在空气中的光线折射现象则更明显了。当投向交界面的光线时,光线就全部反射到水里,再没有折射到空气中去的光线了,这样的现象叫做全反射。空气本身并不是一个均匀的介质,通常,它的密度是随高度的增大而递减的。光线穿过不同高度的空气层时,总会引起折射,由于折射现象在我们生活中司空见惯,所以我们对此并不曾太过惊讶。

    夏季,白昼海水湿度比较低,特别是有冷水流经过的海面,水温更低,下层空气受水温影响,较上层空气更冷,出现了下冷上暖的反常现象。下层空气气压较高,密度较大,因此空气层下密上稀的差别异常显着。如果此时在东方地平线下有一艘我们看不到的轮船,如果由于这时空气下密上稀的差异太大了,来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密的气层中来,经过这样弯曲的线路,最后投入我们眼帘的便是那艘我们看不到的船。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,但我们所看到的轮船映像实际上是比实物是抬高了许多,所以这种现象叫作上现蜃景。

    海市蜃楼是近地面层气温变化大,空气密度随高度强烈变化,光线在铅直方向密度不同的气层中,经过折射进入观测者眼帘造成的。

    我国渤海中有个庙岛群岛,在夏季,白昼海水温度较低,空气密度会出现显着地下密上稀的差异,在渤海南岸的蓬莱,常可看到庙岛群岛的幻影。宋朝的沈括在《梦溪笔谈》里就将他看到的景象这样写道:“登州海中时有云气,如宫室台观,城堞人物,车马冠盖,历历可睹。”天启四年(1624)五月二十一日,当时即将离任的登莱巡抚袁可立目睹了蓬莱海面上发生8个多小时海市奇观的整个过程。一首《观海市诗》详实地将当时的盛况记录了下来,文辞优美,可以让没有见过海市的人,产生身临其境的感觉。之后再加上董其昌的书法,使之成为东海上的不朽之作。1933年5月,青岛前海竹岔岛上也曾发现过上现蜃景,登时万人空巷。1975年在广东省附近的海面上出现了一次延续6小时的上现蜃景。夏季不但在海面上可以看到上现蜃景,在江面偶尔也可看到,1934年在南通附近的江面上就出现过上现蜃景。是日酷热难耐,就在午后,长江上空突然映现出了长达10多千米的楼台城郭和树木房屋。大约半小时左右,蜃景向东移动,渐渐消逝。之后又出现三座高山,全都高耸入云,巍峨独立。不到半个小时,竟然全部消失。

    海市蜃楼会使一个人很难辨别远处的物体,同时也会使远处视野的轮廓变得模糊不清,你感觉好像被一片水包围着,而那片区域高出来的部分看上去就像水中的“岛屿”。

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    秦始皇

    秦始皇(前259—前210),姓嬴,名政,生于邯郸,中国历史上第一个大一统王朝——秦王朝的开国皇帝。13岁即王位,39岁称帝,在位共37年。秦始皇认为自己的功劳胜过之前的三皇五帝,将大臣议定的尊号改为“皇帝”。秦始皇是中国历史上第一个使用“皇帝”称号的君主,对中国和世界的历史均产生了深远而重大的影响,被明代思想家李贽誉为“千古一帝”。

    在沙漠里,白天日照强度大,接近沙层的气温升高极快。出现了下层空气密度比上层小的反常现象。在这种情况下,如果前方比较湿润的一块地方生长这一棵树,这时由树梢倾斜向下投射的光线,由密度大的空气层进入密度小的空气层,会发生折射。折射光线到了贴近地面热而稀的空气层时,就发生全反射,光线又由近地面密度小的气层反射回到上面较密的气层中来。经过这样一条向下凹陷的弯曲光线,就把树的影像全部送到了人的眼前。这便是整个树的倒影。由于倒影位于实物的下面,所以又叫下现蜃景。这种倒影往往会诱导人们做出错误的判断,以为远处一定有一弯湖水。在沙漠旅行过的人大都有过这样的错误判断。一位摄影师在一片广阔的干枯草原上,也曾看见这样一个下现蜃景。他以为前方有水源,便朝那个方向跑去,等他跑到那里一看,什么水也没有,才发现那只是蜃景现象。这是因为草原上干枯的草被烈日晒得热浪滚滚,从而使空气层的密度从下至上逐渐增大,由此产生了下现蜃景。

    不管是哪一种海市蜃景,都只能发生在无风或风力极其微弱的天气。由此可见,海市蜃楼一种趣味十足的自然现象。

    海滋

    1988年春夏之际,由于气象海况异常,蓬莱阁对面的庙岛群岛一带海域,曾多次出现海上奇观。就这一异常现象科学家进行了详细的对比分析,鉴别出这一年中出现的种种奇观,都不是真正的“海市蜃楼”,而是另一种海上景物奇观——海滋。

    海滋就如海市蜃楼一样都是一种光学现象。在夏季万里无云的天气,海水与水面的空气层易出现较大温差,导致水面的气层与空中的气层密度发生较大差异,光线通过密度不同的气层便会发生折射或全反射,就形成了海市蜃楼和海滋的奇观。

    海市蜃楼与海滋的区别在于一远一近,一虚一实。在沙漠上空或东海海面上空出现万里以外城市的景色,就是海市蜃楼,海市蜃楼奇景多但稍纵即逝;而在海岛上出现本岛景色就是海滋,海滋景观存在时间较长。海市蜃楼与海滋的形成原理在本质上是有区别的。异地景物被阳光折射到空气稀薄的高空后,又经不同密度的空气层的传递折射回低空,平静的海面即成海市蜃楼的地面接收站。可见,海市蜃楼是一幅来自异地的虚像。而当水温与气温存在较大差异并且海面上空气产生强逆温时,低空海面生成密度较大的“水晶体空气层”,再由阳光折射就形成了海滋,海滋的景物均取自当地海面上的实体。

    气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。

    为进一步说明海市蜃楼和海滋的区别,科学家们对1988年6月17日下午庙岛奇观作了详细分析。庙岛之海景展现了5个小时之久。那天下午天气晴朗,东北风2—3级,气温25℃,海水表层温度为16℃,水温与气温之间有9℃以上的差值,这为海滋的出现提供了有利条件。此刻刚好“平流雾”经过。海滋出现时,在蓬莱阁为中心的观望点北眺,自西向东近百里的海面上可以看到10多个岛屿横向罗列。这些岛屿映像在雾流的影响下不断变换形状,其景观奇异不凡,千变万化。尽管如此,但都是这百里长的诸岛之景。这些景象只是本地之物的变形与移位,是标准的海滋奇景。

    我们可以得出:在地球自转和公转过程中产生的折射现象海市蜃楼多为稍纵即逝的,而海滋现象确是持续时间较长的。

  • (责任编辑:中国历史网)

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