海市蜃樓的成因和條件
海市蜃樓的成因和條件
海市蜃樓是一種因為光的折射和全反射而形成的自然現(xiàn)象，是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像。形成海市蜃樓有哪些因素呢?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來告訴你海市蜃樓是如何形成的吧。
海市蜃樓形成的原因
光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變，從而使光線在不同介質(zhì)的交界處發(fā)生偏折。理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光線則進入到另一種介質(zhì)中。由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。
海市蜃樓的形成條件
蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯(lián)系。氣溫的反常分布是大多數(shù)蜃景形成的氣象條件。
就拿下蜃的形成來說。夏季沙漠中烈日當(dāng)頭，沙土被曬得灼熱，因沙土的比熱小，溫度上升極快，沙土附近的下層空氣溫度上升得很高，而上層空氣的溫度仍然很低，這樣就形成了氣溫的反常分布，由于熱脹冷縮，接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大，這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當(dāng)遠(yuǎn)處較高物體反射出來的光，從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射，其入射角逐漸增大，增大到等于臨界角時發(fā)生全反射，這時，人要是逆著反射光線看去，就會看到下蜃。
柏油馬路因路面顏色深，夏天在灼熱陽光下吸收能力強，同樣會在路面上空形成上層的空氣冷、密度大，而下層空氣熱、密度小的分布特征，所以也會形成下蜃。
發(fā)生在沙漠里的“海市蜃樓”，就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現(xiàn)的折射現(xiàn)象。沙漠里，白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無風(fēng)時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當(dāng)太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的角度發(fā)生了改變，經(jīng)過光的折射，便將遠(yuǎn)處的綠洲呈現(xiàn)在人們眼前了。在海面或江面上，有時也會出現(xiàn)這種“海市蜃樓”的現(xiàn)象。
海市蜃樓是一種光學(xué)幻景，是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景，根據(jù)物理學(xué)原理，海市蜃樓是由于不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上冷空氣與高空中暖空氣之間的密度不同，對光線折射而產(chǎn)生的。
海市蜃樓的類別
海市蜃樓是一種反常的折射現(xiàn)象，它是光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播，經(jīng)過折射造成的結(jié)果。常分為上現(xiàn)、下現(xiàn)和側(cè)現(xiàn)海市蜃樓。
凡是物體的映像或幻景看上去好像從天空某一空氣層反射而來的，則稱為上現(xiàn)蜃景。上現(xiàn)蜃景常出現(xiàn)在海上，和北方有冰雪覆蓋的地方。這是因為海水表面蒸發(fā)時要消耗熱量同時海水溫度的升高緩慢，而在冰雪覆蓋的地區(qū)由于冰雪面能將大部分太陽光反射掉同時冰雪融化時也要消耗大量熱量，致使下層的溫度變得很低，因此在這些地方最容易出現(xiàn)強烈的逆溫現(xiàn)象。如果近地面層是強逆溫時，空氣密度會隨高度迅速減小，光線在這種氣溫隨高度升高因而使空氣密度隨高度銳減的氣層中傳播，會向下屈折，遠(yuǎn)方地平線處的樓宇等的光線經(jīng)折射進入觀測者眼簾，便出現(xiàn)了上現(xiàn)蜃景。
凡是物體的映像或幻景看上去好像由地面反射而來的，則稱為下現(xiàn)蜃景。下現(xiàn)蜃景大都出現(xiàn)熱季的沙漠上或冬季暖洋流的海上。在晴朗少云平靜無風(fēng)的天氣里，陽光照射在干燥的沙土上，沙土的比熱小，土溫上升極快，這里幾乎沒有水分蒸發(fā)，土壤分子傳熱又極慢，熱量集中在表層，所以接近土壤層的空氣溫度也上升的很快，但上層空氣卻仍然很涼。當(dāng)近地層是強烈降溫層時，氣溫隨高度很快降低，空氣密度隨高度很快增加，而光線在氣溫隨高度而降低的氣層內(nèi)傳播時會向上屈折，遠(yuǎn)方地平線處的景物的光線，經(jīng)折射后直入觀測者眼簾，便出現(xiàn)了下現(xiàn)蜃景。
當(dāng)水平方向的大氣密度很不同，使大氣折射率在水平方向存在很大不同的時候，便可能出現(xiàn)側(cè)向蜃景。
總而言之，海市蜃樓是一種十分有趣的折射和反射現(xiàn)象。
海市蜃樓的主要特點
蜃景有兩個特點：一是在同一地點重復(fù)出現(xiàn)，比如美國的阿拉斯加上空經(jīng)常會出現(xiàn)蜃景;二是出現(xiàn)的時間一致，比如我國蓬萊的蜃景大多出現(xiàn)在每年的5、6月份，俄羅斯齊姆連斯克附近蜃景往往是在春天出現(xiàn)，而美國阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天內(nèi)出現(xiàn)。
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