蓝天，白云，夕阳红

蓝天，白云，夕阳红

人类生育、繁衍的地球是我们所知的最美丽的一个星球，与皑皑的雪山、碧绿的田野、湛蓝的海洋遥相呼应，我们还有一个美丽的天空，这就是人们常说的蓝天、白云、夕阳红。古今中外有多少文人墨客，写诗赋词，吟歌唱曲，赞誉天公赋予我们的良辰美景。然而，天空的景色又是怎么形成的呢？从根本上讲，这是由于大气层的空气、水及射来的阳光所致。

地球的外围有一个几十千米厚的大气层，它是由干燥的空气、水汽及微尘等组成的混合物。当阳光射向地球时，大气中的这些微粒，从大至300纳米的微尘，到小到纳米数量级的原子、分子，都会使阳光产生散射，而散射光的强度与光的波长及空气的密度有关。为了认识这一散射规律，下面先做一个小实验：将几滴牛奶滴入一杯清水中，在暗室里让手电光束通过水杯，可发现迎面的透射光为浅红色，而在杯子侧面及顶部可观察到的是浅蓝色的散射光。这就是说，可见光中的短波长光散射强度较大，因此观察到有红光透过。定量研究表明，如果将最短波的紫光散射强度定为100的话，则可见光中波长最长的红光散射强度仅有10．7。正是由于不同波长的可见光有程度不等的散射，因此在8000米以下的低空，由于可见光中较短波长的蓝光被大量散射，就使天空呈现蓝色。随着高度增加，空气变得逐渐稀薄，大气对阳光的散射强度越来越弱，天色就渐渐变暗：在8000米以上的天空为青色；11000米以上为暗青色；13000米上为紫色；20000米以上，由于散射作用几乎完全消失，只能看到一片暗色。飞行员在高空飞行时就会发现，越往高处飞，天色就越暗。宇航员到月球或其他星球探空，在这些天体上会发现，即使是在“白天”，那里也是一片漆黑，唯有在天空中高悬着光亮的太阳。

当颗粒物的直径接近或大于可见光波长时，散射规律与前有所不同，散射的结果已不再主要是蓝色，有时会显红色和绿色，而对于更大的颗粒则为白色。天空中的朵朵白云，就是低云层中的细小水滴散射阳光的结果。而雨后的彩虹，则是由于空中小雨滴对可见光的折射，小雨滴相当于棱镜，将白光分为七色，大量小雨滴的折射，在地面上就看到了赤橙黄绿蓝青紫的彩虹。

现今人们常把老年人的幸福晚年比作“夕阳红”，可见落日的景色是十分美好的。同一个太阳，在日出、正午和日落之时，为什么迥然不同？这也是由于大气散射所引起的：正午时太阳正当头顶，相对地讲阳光穿过的大气层的厚度较薄（图4—7中a的位置），在一些短波长光被散射后，太阳看起来显淡黄色；当早、晚太阳处在地平线的位置时，阳光则要穿过厚得多的大气层（如图4—7中b的位置），因此，除蓝紫光外，较短波长的光也被散射，只有最长的红光透过，所以日出和日落时太阳呈红色。至于日落比日出时太阳显得更红，这是因为经过整整一天人们的活动及水分的蒸发，使傍晚时天空中的尘埃比清晨要多，大气低层的这些细小尘粒、水气就使得落日显得更红。从大家熟悉的“苍山如海，残阳如血”的名句中，也可看出落日之美。

图4－7　大气散射产生蓝色天空和红色的日出或日落

蓝天、白云和夕阳红确实是一幅优美和谐的图画，但是近些年来在一些地区，由于大气污染的加剧，这幅美丽的景色正在遭到令人痛心的破坏。以首都北京为例，除雨后、风后空气被滤过外，北京的天空已很少能见到昔日的蓝天和白云，更不要说大气的污染对于居民身心的影响。为了将“蓝天、白云”还于民，为了使北京的环境与其国际大都市的地位相称，北京市政府和有关部门已加大了治理北京环境的力度：限制污染性强的燃煤的使用；严格对汽车尾气的检测；近日又将“空气质量周报”改为“日报”，在电视、报纸等媒体上天天公布，其目的就是让广大市民能够及时了解本市的空气质量状况，增强人们的环保意识，并形成群众舆论，敦促有关部门抓紧对被污染的环境的治理。我们有理由相信，在不太远的未来，在祖国辽阔的天空，处处都会显现出“蓝天、白云和夕阳红”。