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虽然是晴天,但天就是不蓝

本帖由 漂亮的石头2016-03-02 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    为什么晴天远离太阳的天空比较蓝,而越靠近太阳的天空会越白?

    [​IMG] 漠北,大气科学/强风暴物理学

    这种现象又被称为“日周光”。

    空气中气溶胶(可以简单的理解为污染物含量越大的时候,这种现象越明显。再比如虽然是晴天,但空气污染比较厉害,则灰白色不仅出现在太阳周围,而且会蔓延到整个天空。

    气溶胶的散射属于大颗粒散射(又被称为“米散射”),不同于小分子散射(“瑞利散射”)。米散射过程的散射光主要集中在前部(也就是正对着太阳入射光的方向)。

    如同下图的 b、c,能量主要在入射方向的前部,就是正对着的光源(太阳)的方向。

    [​IMG]

    另外,米散射强弱与波长几乎无关(散射效率因子 Q 恒定)。所以白色的太阳光散射时依旧是白色。而瑞利散射的散射效率因子 Q 随波长变化很明显,即对波长很敏感,所以才会出现蓝色的天空。

    所以综合一下。在太阳周围的光主要受到了米散射的的影响,所以呈现白色。而远离太阳的天空由于米散射的的不均匀性,并没有太多的由米散射造成的散射光,而是主要是空气分子的瑞利散射,所以呈现出了蓝色。

    [​IMG]

    另外,比较明显的日周光出现的时候,虽然是晴天,但空气质量并不如你所感觉到那么好,因为大气气溶胶比较多,如果发白的范围越广,证明气溶胶含量越大,一直到“虽然是晴天,但 TM 的天就是不蓝,灰蒙蒙”的程度。


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