顏士州

“赤橙黃綠青藍(lán)紫，誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞?”夏天雨后，碧空如洗，七色彩虹，仿佛仙女的披巾，那么飄逸，那么輕柔，誰(shuí)不為這多姿多彩的美景傾倒?

天空為何多姿多彩

茫茫宇宙，本是一片真空世界，除各種宇宙射線外，沒(méi)有任何反射光的分子和粒子。宇航員在太空，視野中接受的只有正對(duì)的光源，看不到任何色彩。但地球周圍的情況卻不同，幾十千米厚的大氣中，充滿著各種氣體和微小的粒子。火熱的太陽(yáng)把光射向地球，我們知道太陽(yáng)光主要是由赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫這幾種顏色的光混合而成的。部分光波被空氣中的分子和粒子吸收，部分光波反射出來(lái)，變幻出美麗的云霞。多姿的色彩往往是大氣層中各種分子和粒子與光交換作用的結(jié)果，所以在氣象學(xué)上被稱為散射。散射的強(qiáng)弱、方向與氣體、粒子的性質(zhì)和光波長(zhǎng)相關(guān)。

晴朗的中午，天空是那樣的湛藍(lán)，這是因?yàn)榭諝庵写嬖谥^多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質(zhì)，當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí)，光線中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光穿透能力強(qiáng)，直接穿透大氣層照射到地面上來(lái)，而部分藍(lán)色等淺色光波長(zhǎng)較短，很容易被大氣層中的微粒阻擋，它們只能浮在空中，讓光線向四面八方散射，所以天空就像廣闊無(wú)垠的大海?！八{(lán)藍(lán)的天上白云飄，白云下面馬兒跑”，悠悠的白云，有的像棉花，有的似白錦，有的如山峰，有的仿佛大海波濤，有的變化著任你想象的形狀。組成白云的成分主要是水氣或冰晶，它們中的氣溶膠均勻地散射太陽(yáng)光，融合出純潔的白色。朝霞和晚霞是最有詩(shī)意和韻味的，紅的似火焰，粉的如桃花，橙的像掛毯。早晚太陽(yáng)似乎離我們較遠(yuǎn)，陽(yáng)光穿過(guò)更厚的大氣層，波長(zhǎng)較短的光，中途被散射，到大氣底層就剩下波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅橙光了，所以有時(shí)候早晚紅霞滿天，一片熱烈。

各種微粒的不同特性

1991年6月，菲律賓皮納圖博火山在沉睡了600余年后突然爆發(fā)，成千上萬(wàn)噸熔巖噴薄而出，各種硫酸鹽微粒直上數(shù)十千米高空，紅日頓失光輝，天空一片灰暗。熔巖凝固了，酸性鹽微粒卻在大氣中久久不愿沉降。微粒的尺寸比光波要長(zhǎng)得多，似乎增強(qiáng)了散射程度。這些微粒的鬼斧神工，描繪了當(dāng)年冬季更為絢麗的晚霞?？茖W(xué)家研究證明，大氣中飄蕩著各種微粒，有海水蒸發(fā)上去的鈉鹽微粒，火山噴出的硫酸鹽微粒，采礦冶金散出的微粒，大地飛起的極細(xì)塵埃，低等植物的孢子，干燥的微型藻體……它們都能以自己的物理特性影響光的散射，改變天空的色彩。

夏日的傍晚，仰望天空，有時(shí)會(huì)看到以紅色為基調(diào)，紫、橙、藍(lán)相配合的彩霞，云錦般的美麗，奇巧地變幻，叫人頓生遐想。這是氣體分子、微粒共同渲染的結(jié)果，它們的組合是隨機(jī)的，散射的角度、散射的強(qiáng)弱是多變的，所以美的顯示也是出奇的。色彩斑斕的云霞改變了藍(lán)天白云的一統(tǒng)天下，是詩(shī)人畫(huà)家詠繪的題材，也是色彩設(shè)計(jì)的重要參照。

天空的色彩是在不同的氣候條件下，陽(yáng)光在大氣層中的一種散射現(xiàn)象，要是沒(méi)有了大氣以及其他微粒的散射，那么整個(gè)天空的背景就是一片黑暗，我們只能看到太陽(yáng)、月亮和星星了。天空的色彩為氣象研究提供了很好的素材。