天气预报15天

一、华 盖

　　天空中有一层透光薄云，云中的水滴大小均匀，若是由冰晶组成的云则要求冰晶尺寸均匀。月光或阳光透射云层过程中，受到均 匀云滴(水滴或冰晶)的衍射，结果会在月亮或太阳周围紧贴月盘 或日盘形成内紫外红的彩环，称为华。

　　因日光太亮，人们不易观察到日华，月华则比较常见。紧贴月盘的华又称华盖，通常华盖的紫色不太显著故内环呈青蓝色，其外呈黄色为主，最外呈红色。有时在华盖外隔一暗圈后还会出现一个甚至几个彩色排序与华盖相同，但亮度弱得多的同心光环，称为副华。

　　二、虹和霓

　　历史上，曾经有人见过4条彩虹并列在空中奇景。

　　那是1948年9月24日晚6时左右，在苏联列宁格勒的尼瓦河上空出现的。当时天空中是一片乌云，后来从海面上突然吹来了一阵充满水滴的风，一瞬间乌云下出现了太阳，整个天空中马上横贯一条光彩夺目的虹。同时，在它的不远上方生成了色彩倒排的双虹，这虹是由日光在尼瓦河上反射而形成的。

　　数分钟后，在主虹内侧直接相连处，生成了狭细的三虹，以后又出现了四虹，其宽度只有第一道虹的1/3。彩色也大大减淡。最后两条虹最鲜艳部分是深红色带。4条虹在天空中的肘间约15-20分钟之久。

　　人们常见的是一条虹，偶而能见到两条虹并列悬挂在空中。含七种色光的太阳光线，射入大气中的水滴(雨滴或雾滴)，各种色 光经历折射和反射后，可在雨幕或雾幕上形成彩色光弧环。当光弧环对观测者所张的角半径约42度。光环的彩色排序是内紫外红时， 称为虹。

　　在虹的外面，有时还出现较虹弱的彩色光环，光环对观测者所张的角半径约为52度，彩色环的排序与虹相反即内红外紫，称为霓或副虹。

　　三、日月翬环

　　天空中有一层髙云，阳光或月光透过云中冰晶时发生折射和反射，便会在太阳或月亮周围产生彩色光蚌，光环彩色的排序是内红外紫。称这七色彩环为日晕或月晕，统称为晕。其中对观测者所张的角半径为22度的晕最为常见，称22度晕，偶尔也可看到角半径为46度的晕和其他形式的与晕相近的光弧。

　　由于有卷层石存在才出现晕，而卷层云常处在离锋面雨区数百千米的地方，随着锋面的推进，雨区不久可能移来，因此晕就往往成为阴雨天气的先兆。

　　四、霞 光

　　曰出前后和日落前后，天空的很大部分，特别是太阳附近的天空染上了颜色，当这部分天空有云朵时，云朵也染上了颜色，从地平线向上空，彩色的排序为红、橙、黄、讀、青、蓝、紫，有时个别彩色可能不明显，但排序不变，这就是朝晚霞。日出前后的叫朝霞，日落前后的叫晚霞。

　　簠是怎样形成的呢?实际上它和天空产生蔚蓝色的道理是一样的。都是由于空气分子的散射作用而造成的。只不过是日岀和日落前后时，阳光通过厚厚的大气层，被大量的空气分子散射的结果。 据计算，太阳在地平线上时所透过的大气层厚度为白天太阳当头时所透过的大气层的35倍。

　　由于阳光被大量空气分子所散射，紫色和蓝色的光就减弱得最多，到达地平线上空时已所剩无几了。余下的只是波长较长的黄、 橙、红色光了。这些光线经地平线上空的空气分子和尘埃、水汽等杂质散射以后，那里的天空看起来也就带上了绮丽的色彩。空中的尘埃、水汽等杂质愈多时，这种色彩愈显著。如果有云，云块也会染上橙红艳丽的颜色。

　　另外，存在于大气中的水汽和灰尘是影响霞色彩的基本因素。 大气中所含的水汽越多，霞的色彩越红。空气湿度的增加通常发生于坏天气的气旋逼近之前，因此当出现红色或橙色的鲜明的霞时，就可能预示着天气将变坏，当然也可能预示着降水的发生。

　　五、极光

　　极地上空常出现梦幻般的光芒，遥望夜空的极光，其形状象缓慢摇摆移动着的布幔，但近看这个布幔时，发现这其实是由东向西伸长的大量弧形光集合而成，波浪般的向西移动后再顺着地球磁极方向绕回来，最后光幾聚集成混沌状态。

　　由布幔般的光帘和线条的正下方观看极光，则可看到“日冕型极光”。如果极光足够明亮，可以看到由空中四散的多彩光卷成巨大旋涡的形状，至于产生旋涡状的原因尚待研究。

　　淡色的极光看起来是白色，逐渐明亮后才出现色彩，而淡绿色可以说是极光的特征，亮度增加时，下半部呈现明亮的绿色，上半部则可以看到淡红色。在极光最明亮、最括跃时，在绿色极光下方出现深红色，宛如界线般地两种颜色轮廓分明。

　　极光的色彩变化速度非常快，形成明显色差的原因是地球大气中多种原子和分子辐射出来的不连续波长的光，而非阳光似的连续波长的光。

　　看到极光的人都会被色彩鲜艳和时刻变化多端的极光帘幕所吸引，通常极光是出现于离地面100-200千米的高空，这个区域属于高层大气领域。也可以说，极光是发生在太空空间与地球界面处最具魅力的物理现象。

　　太阳不断释放出大量电子和质子，我们称之为“太阳风”。极光就是太阳风对地球磁场及大气产生交互作用出现的现象。

　　太阳风通过太空空间到达地球，使地球磁场形成圆锥状的“地球磁力圈”，地球磁力圏拥有数千千米到数十万千米的广阔领域，可储存来自太阳风的能量。地球磁力圃的夜侧部分(背向太阳的一侧) 象彗星一样拖着长长的尾巴，被称为“磁力圏尾”。位于磁力圔尾的电子会接受这种能量的一部分，并改变方向射人地球。

　　极光会根据射入地球的电子数目以及太阳风而发生变化，并使电子运送的能量大幅增加，由此引起“极光风暴”现象，而在此现象出现之时正是观测极光的最佳时机。太阳活动是以11年为1个周期反复出现极大期和极小期，极光风暴较多发生于太阳活动很活跃的极大期中。太阳活动活跃的时期，小规模的极光风暴是数星期 出现1次，大规模者则数个月出现1次。

　　射入地球的电子是顺着磁场被导引到两极，井与地球高层大气中的稀薄气体碰撞，大气中的气体分子或原子由此取得电子的部分能量因而产生分子分裂，或者形成不稳定而髙能量的“激发态”。 处于激发态的分子或原子会分别释放出特定颜色的光线之后回复到稳定状态，此时发出的光就是极光。其实这个机制是与电视机或电脑中的阴极射线管是同一原理，阴极射线管是将电子射进荧光物质中，改变其能量状态而使其放出光芒。

　　极光是由电子、质子或更大粒子相互碰撞后才会产生，但通常来自电子的机会较多。电子在离地面大约100千米髙处就丧失大部分能量，因此在低于高度100千米处很少看到极光的踪迹。传闻极光曾在高度90千米的云层甚至高山地区出现，但那应该只是一种视觉上的错觉。

　　地球大气的组成使极光显现不同的色彩。亮绿、淡红色的极光，相互间具有明确界线，我们只有通过了解大气的组成，才可以了解到极光的颜色。

　　接近地表的大气中，大部分是氮分子和氧分子。但是在100千米以上髙空，除了分子键结力较强的氮分子能保持分子状态之外，氧分子则被来自太阳的紫外线分解成氧原子。 因此，100千米以外高层大气是以氮分子和氧原子为主要成分，不 过100千米上下的高空是氮分子含量较高，接近200千米的髙空则氧原子含量较高。

　　电子撞上氧原子之后，氧原子即处于一种不稳定的激发态，并辐射出各种颜色的光，其中最明亮的是红色和绿色。

　　另一方面，氮分子与电子相撞也会出现不稳定的激发态，并辐射出红、蓝、紫等不同颜色的光。成为激发态的氮分子中，部分会与氧原子碰撞发生作用，伲使氧原子变成能释放出绿色光的激发态。这个波长为558纳米的被称为“极光绿线” 的绿色光，占了极光中绿色成分的绝大部分。

　　由氧原子辐射出630纳米波长的红色光，被称为“极光红线”， 只发生在较高位置处。这是因为在高度150千米以下，不稳定激发态的氧原子与氮原子相撞之后成为稳定状态。氧与氮之间如此的交 互作用现象，会随高度变化而改变其元素的含量比率和状态等，因此造成不同颜色的极光。

　　具有极大能量的极光穿透100千米以下时，氧原子就结合成氧分子，成为极光帘幕最下端处出现的红色部分，并且出现绿色光 “追赶”红色光的场面，这是因为氧原子被敎发到辐射出绿色光之间需要大约1秒钟，但氮分子是被激发后立即辐射出红色光的。

　　通常极光只出现于环绕地球磁极卵形区^ “极光卵形地区”。 极光卵形区的中心点不是磁极，而略偏向地球背面的一侧。活动较弱时，极光卵形区的直径约为3000千米左右。以北半球来讲，极光卵形区的范围包括围绕北磁极的斯堪的那维亚半岛、西伯利亚北部、阿拉斯加、加拿大中央地区到格陵兰岛南部。

　　极光活动强烈时，极光卵形区的直径可以扩大到约4000 -5000 千米，其范围则包含了斯堪的那维亚半岛、西伯利亚中部、阿拉斯加到加拿大南部。1989年超大型极光风暴出现时，在日本北海道也看到极光现象，北半球最南端的观测纪绿是1957年的墨西哥市 (大约北纬20度)。

　　南半球的极区也能观测到极光。由于南半球的陆地较少，大多是利用船只、飞机或南极大陆上的基地来观测。极光风暴发生时， 在澳大利亚东南方的塔斯曼尼亚岛和新西兰南部也能看得到。

　　极光卵形区在接近午夜时会扩大到离磁极最远的地区。此外， 极光最明亮时是出现在黄昏以后，因此观测极光的最佳时间是黄昏之后到午夜前，又长又暗的极光风暴大多出现在春分和秋分时期。 即使运用最新的照相技术和电视摄影机，仍然无法完全捕捉令人惊叹不已的壮丽的极光活动场面。希望直接观赏极光，只能像守株待兔般地等待下一次极光风暴，或是前往可定期性观测到极光的地方，也就是前往或北或南的极地，如斯堪的那维亚等高纬度的地区，以及亚洲靠近北纬70度附近的地方才能看得见。不过，在接近磁极附近就不需要刻意选择纬度太髙的地方，因此加拿大中央地区大概是最佳的观侧点之一。

　　观赏极光的另一个要点是要有“黑暗的天空”，而最重要的是远离都市去选择无“光害”环境。因为即使是壮丽无比的大型极光，和都市的灯光相比，仍显得较暗。在山顶上应该有足够的黑暗度可以看见极光。但往返高处是很辛苦的，也许选择远离人烟的广阔平原或湖沼旁会比较妥当。如果可以观测到天河，对观测者而言 就是一个环境幽暗、云层较少的观测景点。在髙纬度地区，黑暗夜空往往是指冬季。

　　希望前往现场观测极光的人，必须准备充分的保暖衣服，并且不要忘记带手套，准备齐全后就只有祈福有幸观测到美丽极光了。