長河落日圓不圓

最新 02-14

上次我們說了大詩人王維在寫大漠孤煙盡的時候究竟看到的可能是什麼？有可能是遠處的炊煙、保平安的烽火或者是沙漠中常見的塵卷。

那麼長河落日圓又有什麼故事呢？

河流的蛇曲

首先我們來看一看這條長河究竟是那條河？看到一些資料，有人說是黃河，也有人說是發源於祁連山的黑河的支流。大家解釋的原因大多是通過推測王維當年出使的線路——唐代人不像現代人出行時有精確的地圖指路，古代地名和現代地名很多地方也不一致。所以大於老師也無法確認那個說法的更有道理，這個問題就留給歷史學家們去解決吧。

現代人做的位置對應

但在查資料的過程中，我確實看到一個很有意思的理由，說是想看到長河落日圓要沿著河流的流向向上游或者向下游看，黃河在寧夏境內是由南向北流。而日落是在西邊（實際上一般都不是正西）所以不會是黃河。

黃河流經的省份（這個以後地理課會考哦，ヽ(￣▽￣)? ）

但實際上這種說法有一個思維漏洞，而且這個漏洞很多同學平時也會有——就是宏觀和微觀的差異。黃河在寧夏大體上確實是從南向北流，但是具體到某一個地方的時候，黃河的流向確實不定的。比如在王維可能在的沙坡頭地區。黃河繞了一個彎。這種彎在地理學上叫做蛇曲。說白了就是河流會拐一個將近180度的大轉彎，比如著名的雅魯藏布大拐彎。而沙坡頭大拐彎也是一個著名的蛇曲。我們想像王維站在沙坡頭確實是有可能看到長河落日的。

沙坡頭的蛇曲

落日圓不圓

我們假設王維真真正正的見到了長河落日。但是這裡也有一個問題，就是他肯定是不會看到長河落日圓的。這是為什麼呢？並不是說落日被長河擋住了，看到的太陽並不完整。而是落日根本就不圓！下面，我們就說說長河落日到底圓不圓？

大於老師拍攝的日落

網上找到的日落圖片

看文章配的圖片。大家有什麼發現？日落的時候太陽似乎是被壓得扁了一些。這是為什麼呢？難道日落的太陽是一個假太陽？必須不是啊~

大氣的折射

不知道同學們小時候有沒有好奇於一個常見的現象：當筷子沒入有水的杯子的時候筷子就像是折斷了一樣。為什麼？估計很多同學都知道這事，因為光的折射嘛。是杯子裡面的水造成了光的折射，於是筷子看上去就被折斷了一樣。光的折射是指光由一種介質斜射到另一種介質時，其傳播方向發生改變的現象。

杯中的折射

回到落日現象當中，我們做一個思維實驗——太陽射到地球上的光線就像是筷子。地球的大氣層就像是杯中的水。想像一下是不是很像。正是由於太陽光由真空射入到地球大氣層中，才產生了形狀的變化。而且不止落日，日出的時候太陽的形狀也會發生變化

但為什麼落日和日出的時候太陽會發生變化？而正午的太陽看上去形狀並沒有變化呢？

為了更容易理解，我們可以畫兩個同心圓，外面的一個代表大氣層，裡面稍小的一個代表地球。正午太陽在頭頂，我們在外圓上12點的位置上畫一條垂直線到內圓的12點位置；傍晚太陽落山，我們在內圓12點的位置向左畫一條橫線與外圓相交，相交的一點代表下落的太陽。清晨太陽升起，我們向右畫一條直線與外圓相交。這樣一比較，我們很容易看到橫線要比豎線長。

陽光在地平線上穿過的距離比正午長

在真實的大氣中，弄明白了這些，要弄懂為什麼太陽在地平線時會變扁就簡單多了。光的折射現象不僅在不同介質之間發生，在不同密度的同一種介質之間也會發生。地球上的大氣密度在近地面較大，高空較小。當光線通過大氣時，大氣中的水分子、氧氣和其它微塵會折射部分的光線，令這些光線射向其它的方向。於是，太陽光線從太空進入地球大氣層，便會發生連續的折射。當日出和日落時，太陽光的折射現象最為明顯。在同一時刻，太陽上邊緣和下邊緣受到的大氣折射影響程度不一樣。但無論是日出還是日落，太陽的上邊緣受到的影響都比下邊緣大。這樣就造成了太陽垂直方向的直徑比水平方向的直徑看上去短一些，在觀察者看來，太陽就變成了橢圓形。

陽光的上緣與下緣光線穿過的長度也不一樣

所以說王維當年看到的不應該是長河落日圓，而應該是長河落日扁。

方太陽

在一些特殊情況下，太陽不僅能變成橢圓的，甚至能變成方形的。、

方形太陽最早在1933年9月13日傍晚被美國學者查貝爾在美國的西海岸拍攝記錄下來；1978年3月12日，日本學者堀江謙與同行的另外兩名學者在加拿大的雷索柳特觀測並拍攝到了方形太陽；2003年10月18日下午5時15分，湖南省長沙市一中學生鄧棵也觀測並拍攝到了方形太陽。

方太陽科曼（荷蘭）攝

在特殊的天氣情況下，地面和海面的空氣層溫度很低，上層空氣的溫度高，從而使得下層空氣密集，上層的空氣比較稀薄。光透過大氣層便會產生明顯地折射，那些靠近地表或是海平面方向來的光，比更高角度來的光要經過更多的偏折。太陽上部和下部的光線都被折射得十分厲害，幾乎成了平行於地平線的直線，人們「看到」太陽被壓扁，便成了奇妙的「方太陽」。

蒙氣差

不僅如此，我們看到太陽所在的位置也並不是太陽的真實位置，大氣的折射作用使太陽看起來比實際高，兩者的差值與太陽在天穹上的位置有關，這種現象被稱為「蒙氣差」效應。一般說來，太陽在地平線附近時，光線的折射作用對它的高度影響最大，此時，我們看到的太陽高度的誤差也最大。當我們看到太陽從地平線上剛剛升起時，實際看到的是它處在地平線的下方時發出的光，只是由於大氣的折射，才「看到」太陽處於地平線的上方。

「蒙氣差」——觀測大氣層外天體時，星光進入大氣時的真實天頂角與人在地面看到的天頂角不同，這種差異是由於大氣（即行星的蒙氣）折射造成的，稱為蒙氣差。

——天文愛好者雜誌

綠閃

太陽不僅會變形，它還會變色。出現一種神奇的耀眼的綠色。去年1月的時候，就有人在北京拍攝到了太陽的綠色閃光。這種現象是一種大氣光學現象，叫做「綠閃」。這是一種罕見的大氣光學現象。這種現象只有在遙遠、低矮的地平線處才能看到，持續的時間也只有幾秒鐘。

綠閃現象

曾經很多人認為它不是真實存在的；還有一些人相信它的存在，但對於它的產生機制一無所知；而冒險家們則以看到它而感到自豪。但其實綠閃出現的原理並不是很複雜，它和三稜鏡分解白光的原理是一樣的。太陽光到達地面，需要穿過地球的大氣層，在大氣層中會被折射。由於不同顏色的光折射率不一樣，它們就會分散。在白天的大多數時候，太陽光穿過大氣層的距離比較短，色散現象並不明顯。但是在落日的時候，太陽光穿過大氣層的距離長，色散現象變得更加的明顯。這時候大氣層就像是一個翻過來的三稜鏡。陽光被大氣分解為了七色光，當綠色落到你眼睛裡的時候就是綠閃現象。甚至還有更罕見的藍閃現象。

綠閃的原理