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“彩色”的日月

  “彩色”的日月。“彩色”的日月 □ 国家天文台 黄亚芳 【摘 要】2011 年上映的电影版《蓝精灵》让我们重温了快乐纯真的童年时光, 也对其中那轮美轮美奂的蓝色月亮充满了期望。每个人都有自己的童话情结, 每个人心里或

  “彩色”的日月 □ 国家天文台 黄亚芳 【摘 要】2011 年上映的电影版《蓝精灵》让我们重温了快乐纯真的童年时光, 也对其中那轮美轮美奂的蓝色月亮充满了期望。每个人都有自己的童话情结, 每个人心里或许也都有一轮自己的“蓝月亮”,仰望星空,我们不禁会问蓝色 月亮真的存在吗? 【期刊名称】天文爱好者 【年(卷),期】2014(000)002 【总页数】2 【关键词】月亮;蓝色;星空 迷你问答系列(二) Q 蓝色月亮线 年上映的电影版《蓝精灵》让我们重温了快乐纯真的童年时光,也对 其中那轮美轮美奂的蓝色月亮充满了期望。每个人都有自己的童话情结,每个 人心里或许也都有一轮自己的“蓝月亮”,仰望星空,我们不禁会问蓝色月亮 真的存在吗? 是的,蓝色月亮确实存在,不过现实却不如童线 年瑞典和加拿大的森林大火之后,蓝色月亮曾出现过。在 1 883 年, 印尼的喀拉喀托火山爆发之后,在当地有将近两年的时间月亮呈现蓝色。1 983 年,墨西哥的艾尔智琼火山、1 980 年的圣海伦火山和 1 991 年皮纳图博 火山爆发之后,人们也都报告看见了蓝色的月亮。 为什么蓝色月亮会出现在森林大火、火山爆发之后呢?如 201 3 年第十期的 《天空为什么是蓝色的》一文中所述,光线穿过大气遇到层层障碍会发生散射, 而森林大火、火山爆发后会产生直径大约在 1 微米左右的尘埃、油粒,它们大 量集结在大气层中,将波长相近的红光和黄光散射掉(红光波长约为 0.7 微米), 而剩下波长较短的蓝光到达地面,这时我们便看到了蓝色的月亮。 趣谈“蓝月亮” 别误解,这里我们要介绍的“蓝月亮”与上文中的“蓝色的月亮”并不相同。 前者作为一个专有名词其实已经出现了几个世纪,最初的意思是“非常罕见的 事件”,但其定义后又被赋予了“一个月中的第二次满月”的意义。 在两个满月之间有着 29.53 天的间隔。一年有 365.24 天,相当于 12.37 个太 阴月。这多出来的时间(0.37 个太阴月)意味着在大约每隔 2.7(也就是 1/0.37) 年会出现 1 年有 13 个满月。在 2004 年 7 月 31 日、2007 年 6 月 30 日、 2009 年 12 月、2012 年 8 月、2015 年 7 月、2018 年 1 月、2018 年 3 月、 2020 年 10 月、2023 年 8 月、2026 年 5 月和 2028 年 12 月都会出现“蓝月 亮”。1999 年出现了两次“蓝月亮”,下一个出现两次“蓝月亮”的年份是 2018 年。一个月中出现的第二次满月确实需要一个名字,或许“蓝月亮”就是 个不错的选择。 翻看《天空与望远镜》杂志的记录,我们会发现“蓝月亮”的这个含义有着令 人吃惊的起源。其实,这还源于 20 世纪 40 年代《天空与望远镜》上一篇文章 所犯的一个错误,而新添加的定义也仅仅是在 80 年代后才开始流行。 Q 会有红色的月亮吗? A 提到光的散射,大家不禁会问既然会出现蓝色月亮那会不会有红色的月亮呢? 正如前文所述,虽然森林大火或火山爆发后有时会看到蓝色的月亮,但是通常 烟雾、尘埃中包含着更多直径小于 0.8 微米的颗粒,这些小直径的颗粒会将蓝 色光散射掉,这种情况下看到的月亮也就变成了红色,因此红色的月亮比蓝色 的更为常见。 当然,除了森林大火、火山爆发这些特殊情况外,当月球位于地平线附近,蓝色的月亮也 就是刚升起和快落山的时候,也会看到红色月亮。这与夕阳和朝阳是橙红色道 理一样——月亮反射的太阳光穿过厚厚的大气层,波长最短的蓝光都被散射掉 了,因此呈现红色。 除此之外,在月全食的时候也会看到红色月亮。月全食时,地球挡住了太阳的 光辉,只有部分穿透能力较强的红色光能够穿过地球大气层打到月亮上,因此 此时也会呈现“红月亮”。 Q 有没有蓝色的太阳呢? A 月亮在特殊的情况下会呈现出红色甚至蓝色,那太阳会不会也变成蓝色呢? 同蓝色月亮道理一样,当大气层中存在大量较大直径的颗粒,比如浓烟、尘埃、 灰烬时便会散射掉大部分的红光、黄光,此时就会呈现出蓝色的太阳。201 3 年 7 月 3 日下午 1 8 时,海口就出现了蓝色的太阳,随后逐渐变为绿色躲进了 云层里,绿色太阳的形成原理同蓝色太阳类似,只不过是大气中颗粒物的直径 要稍大一些,大约在 1.1 微米左右。据分析,这次太阳由蓝变绿可能是空气污 染或者燃烧农业废料的结果。由此可见,蓝色或绿色太阳的出现对颗粒物的大 小有着相当严格的要求,必须有大量个头差不多的颗粒物聚集在一起时,才能 看到这样的现象。而通常来说,空气中聚集的颗粒物大小各不相同,所以这种 情况非常罕见。 Q 只有在大气受到污染时才会看到蓝色或绿色的太阳吗? A 这个问题似乎让人感到十分沮丧,美丽的奇观只有在这些残酷的情况下才能 看到吗? 其实绿色的太阳也会在另一种美妙的时刻出现。1978 年 7 月 20 日,著名的波 兰快艇运动员安德瑞·乌尔班奇科带着伙伴们驾着新型纵帆船从美国旧金山起航。 途中他们发现红黄色的太阳刚刚没入海洋,边缘突然变成了翠绿色,放射出强 烈的绿光,很快就不见了。在此之后运动员们每天在日出日落时都在甲板上守 候,坚持观察,终于做出了统计:清楚地看到五次绿太阳! 我们知道,太阳光穿过大气层时会被折射,正如三棱镜一样,把太阳光折射为 彩虹七色。在日出或日落的一刻,我们最先或最后所看见的应该是波长较短的 紫、蓝、绿色的光。然而紫光和蓝光极易被大气层散射和吸收,并且这两种颜 色不容易与蔚蓝色的天空区分开,所以看不清楚。而当条件适合(空气透明度 很高,所含的水汽减少,天空晴朗无云等),绿色不与邻近颜色混在一起时,便 能被人看到,但这种情况通常只会维持很短暂的时间,所以通常被称为“绿 闪”。埃及金字塔内残留的古代壁画上画有发出绿光的太阳,6000 多年前人类 把这神秘的绿光看成不解之谜。今天我们可以用光的基本知识来解释。 Q 会出现其他