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海市蜃楼是如何产生的?

时间:2023-01-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:摩根蜃景是海市蜃楼中最奇幻的、最神秘的一种类型,一直以来扑朔迷离,对于其形成,科学家们还没找到科学的解释。科学家认为,摩根蜃景的形成与大气温度有关——空气温度先随高度上升而迅速升高,然后在一定水平上温度升高的速度逐渐降低,科学家称这种气温的“转折”为“大气透镜”,属于气象学范畴。
摩根蜃景_地球的故事

1941年12月10日,英国“万德尔”号运输船在马尔代夫群岛行驶时,突然发现远处有一艘起火的轮船,于是“万德尔”迅速驶向那里,准备救助伤员。待“万德尔”号赶到出事地点的时候,船已经沉没。奇怪的是,海上没有一丝残留的碎片。事后,“万德尔”号上的船员听说,他们看到的起火的轮船是远在900公里之外的“利巴尔斯”号巡洋舰,当时这艘巡洋舰被埋伏在锡兰附近的日本鱼雷艇击中沉没。

这就是摩根蜃景中最著名的一例——我们叫他“漂泊的荷兰人”(永远无法靠岸的船只)。

摩根蜃景是海市蜃楼中最奇幻的、最神秘的一种类型,一直以来扑朔迷离,对于其形成,科学家们还没找到科学的解释。

摩根蜃景与传说中的魔女法塔·摩根娜有关,传说摩根娜是亚瑟王的姨妹,遭爱人抛弃后,深居海底的水晶宫中,并经常用魔法制造海市蜃楼现象,这一蜃景就用摩根娜的名字命名。

科学家认为,摩根蜃景的形成与大气温度有关——空气温度先随高度上升而迅速升高,然后在一定水平上温度升高的速度逐渐降低,科学家称这种气温的“转折”为“大气透镜”,属于气象学范畴。但也有人认为,现有理论还无法进一步解释这种幻象的机理,太多的谜团需要后人来揭晓。

几年前的一天,德国北海库克斯港平静无风,在街上玩耍的一个男童,奔回家激动地对母亲大声说:“妈妈,天上掉下一个岛来!”妈妈听了不禁哑然失笑,等她向窗外一看,脸上的笑容顿然消失,在她的眼前,近岸的海姑兰岛倒挂空中。沿岛的红岩悬崖绝不会错认,岸上的沙丘和别的细节全都清晰可见。那个岛就像天上有双巨手把它倒提悬在半空,似乎随时都可能坠毁。海姑兰岛当然没有坠下,那是海市蜃楼。傍晚时分,空中的幻象消失了,孩子的恐惧也消除了。

海市蜃楼是特殊大气情况下产生的光幻视。假定有个沙漠,太阳把沙晒热后,沙子上方最低层的空气也热起来,在这一薄层热空气的上面,有许多层较冷的空气。因为热空气密度比冷空气低,光线通过热空气要比通过冷空气容易。光线通过不同密度气层的边界时,方向改变,产生折射,造成蜃景。蜃景既非想象,也非幻觉,而是晴朗天空的折射像。

夏天有时在公路上或其他炽热平面上看到的“水潭”也是小型蜃景。它们是被热平面上灼热的空气折射回来的天光。沙漠的空气也能造成蜃景,使远处的绿洲、城镇或是遥远的地方,看来就在附近,这又给游牧民族的传说增加了不少材料。在沙漠中迷路的人常被这种蜃景折磨得发狂。阿拉伯人叫它们“魔鬼湖”。

海市蜃楼不一定都是物体的真实形状。可能是放大的像,可能是缩小的像,也可能是变形的像,就如在哈哈镜前看到的歪曲形状,变形的程度随光线折射的空气层之位置和成分而异。蜃景中,北极的一块浮冰会看似一座危险的冰山,一株棕榈树会缩成一片草叶,渔舍也会变为巍峨的宫殿。

若冷热两层空气之间的界限参差不齐,折射像往往会变形。美国探险家安德鲁斯曾一度看到形如巨大天鹅的异兽在戈壁沙漠的湖中涉水。遥望,它们宛如来自另一世界的庞然巨怪在来回走动,细长的腿几乎有15英尺长。安德鲁斯立刻叫探险队的画家,把这些不寻常的野兽画下来。他自己则蹑足向湖边走去。他走得越近,湖的面积缩得越小,野兽也变了形。肥硕的大天鹅变成了苗条的羚羊,安详地在沙漠上找草吃。由于热空气层高低不平,致使动物的形状变得稀奇古怪。

复杂蜃景大概是最有趣的蜃景了,它要出现,海水必须相当温暖,使接触海面那层空气的温度升高,更高处必须另有一层暖空气,于是形成两层暖空气夹着一层冷空气。这样,中间那层冷空气不但会产生双重蜃景,还能起柱面透镜的作用,把物体的高度放大。

复杂蜃景出现时,各种各样的蜃景,正的、倒的、放大的、缩小的、变形的复像等,全混杂在一起。复杂蜃景并不突然出现,出现之前,空中会先出现一片诡谲的云,如麦西那海峡,上空的空气很热,海上风平浪静,这片怪云里便会有一个美丽的海港市镇的像闪烁摇动。然后会有第2个市镇出现在第1个之上,还会有第3个,每个市镇里都有闪闪发光的高楼和宫殿。有时看起来房舍似乎是在水面之下,据说那就是仙女摩根娜居住的地方。还似乎能看见街上有行人,穿着宽大的白色衣服。

无论哪一种海市蜃楼,只能在风力极微弱或无风时出现。当大风一起,上下层空气发生搅动混合,使上下层空气密度的差异减小,光线没有异常折射和全反射,那么所有的幻景就会立刻消失。

古时候,许多人以为沙漠里的海市蜃楼是一种神秘的魔法,是掌管荒无人烟的沙漠恶魔的妖术。现代科学的解释很简单:海市蜃楼是光的折射作用形成的。当接近地表的空气被加热到很高的温度时,如果棕榈或是岩石遮住了地平线,它们就会反射出光线,而热空气层则折射这些光线,折射率和水的折射率相仿。我们站在远处看,就仿佛看见棕榈生长在湖岸。

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