书城科普读物破译奥秘大世界丛书:破译神奇天文之谜
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第12章 太阳系之谜(9)

数日并出

许多人都听说过“后羿射日”的故事。传说尧时,天空中十日并出。炎炎的阳光使草木枯死,大地被晒成一片焦土,民不聊生,神射手后羿为救万民于水深火热之中,拔出神箭,一连射下九日。

这是一个神话,但科学家却认为,神话未必是凭空的想象,很可能有一定的事实作为依据。就是在今天,在有些地方偶尔也可看到数日并出的奇景。

1981年4月18日上午八点半,海南省东方县板桥的人们,突然发现天穹上同时出现了五个红艳艳的太阳。三个在东,两个在西,从地面向上看去,五个太阳中以东面居中的那个为最亮,其余的均略暗淡。这一奇景一直到10时左右才逐渐消失。

类似的现象,在1934年1月22日和23日也曾在西安出现,只不过当时Afrl看到的是三日并出,以及多个灿烂的光环。当时西安的测候所曾作了这样的记述:“本月22、23两日,太阳周围发现多数日晕,光线灿烂,构形复杂,假日及‘日珥’为数甚多。由上午11时许起到下午四五点钟后,如渐消灭。一时街谈巷议,论说纷纷……”

在国外,据报道,12世纪时俄罗斯民族与波洛维民族的战争正在俄国的土地上进行,突然在薄云遮盖的天空出现了四个太阳。军人们看到这一奇景都以为将要有什么大祸临头,便都不战而溃。

天空中为什么会同时出现多个太阳呢?科学家们认为,其实这只不过是大气玩弄的把戏而已。众多的太阳中,只有一个是真太阳,其他的是这个真太阳在空中的影像,可称为“假日”。假日和那些伴随它出现的光晕一样是大气中存在的冰晶折射、反射的结果。

引起假日形成的冰晶是一种具有六方柱体的晶体。也就是就这种冰晶的上下底面是正六边形,侧面是六个长方形。因此当阳光以垂直侧面的角度射入时,就会产生类似三棱镜那样的效应,把阳光分解成七色,从另一侧面折射出来。如果这种冰晶在太阳的四周都有,它们共同折射的结果便会在太阳的四周围形成一个彩色的晕圈,或称“自枷”。如果这种冰晶位于阳光直射的一面,这时经过反复折射、反射的结果便会形成一个通过太阳的光环,称“假日环”。假日环是由白光组成的。倘若同时存在日枷和假日环,在它们的交会点上,光级便会得到加强,从而出现“假日”。在更复杂的情况下,还会出现更多的晕圈和更多个假日。譬如1981年海南岛的那次五日并出,据东方县气象站的报告,当时在板桥上空就布满了薄绢似的密卷云。而这种云就是由大量的亮光闪闪的冰晶组成的。正是它们的存在才导致了这一奇异景象的出现,其中那四个相对较暗淡的太阳都是属于假日。

四角太阳

在高纬度地区,人们有时还会看到另一种有趣的太阳蜃景——四角太阳。

美国学者查贝尔曾对它作了较详细的描述,并拍到了这一珍贵的镜头。那是1933年的夏天,早已听说这一奇景的查贝尔,特意来到阿拉斯加,希望能目睹这一现象。然而,整整3个月过去了,查贝尔一无所获。正当他有些心灰意冷时,在9月13日傍晚终于看到了这一梦寐以求的现象。他发现,将要降落下去的太阳,变得又红又大并渐渐变成了椭圆形;接着太阳的下缘仿佛被什么东西骤然切掉一样,出现了一条平行于地平线的直边;随后,太阳的上缘也发生了变化,圆弧渐变成直线,于是一个奇特的具有四角的,近似长方形的太阳出现了。

太阳为什么会呈现这种奇异的现象呢?经过反复的观察,人们认为这是太阳光通过大气层时,由于上下大气层密度不同,光线发生折射、反射的结果。在高纬度地区,大气常常会出现所谓“温度逆增”现象。即近地面的大气因受地面低温的影响温度较低,而上层大气的温度较高,这就使近地面空气的密度大于上层大气。当太阳光从密度较稀的上层射入密度较大的下层,将发生向下的偏折。根据光的折射定律,我们还知道,这时光偏折的角度将取决于入射角的大小,并与其成反比,即入射角越小,折射角也越小,偏折程度则越大。来自太阳最上面一点的光将比其他部分来的光入射角较小,因此其偏折程度将最大(折射角最小)。这样太阳上部轮廓弧线的共同折射结果将表现为一条直线。至于太阳下面那条直线的形成是因太阳降落到一定角度时,来自下半部的阳光将被暖和的上层大气反射掉,即使有少数能进入下层大气,也因大气的散射,而无法进人观察者的视野之故。

其实,类似的情况并不只在高纬度地区才能看到,住在海边上的人,在日出或日落时,也常常会看到太阳忽而上升,忽而下降,有时躲在地平线下,有时又复出现;还会看到太阳突然改变了自己的形状,或成椭圆状,或分成若干暗淡的带纹,一会儿又变成帽子状、面包状、三角状……诸如此类都是阳光在穿过大气层时,受到不同密度的大气折射、反射和散射的结果。

绿色太阳

在著名的埃及金字塔里,考古学家们曾经发现一幅令人费解的图画,画中有一个向四周发射着绿光的太阳般的东西。这是什么?难道有绿色的太阳吗?还是古埃及人表达的一种我们尚无法理解的东西?考古人员为此争论不休。后来,这个谜终于被航海家们揭穿了。他们宣布:在海上确实可以看到绿色的太阳。

一个观察者写道:“1923年~1924年间,我在亚得里亚海上见到绿光近百次,如果地平线十分清楚,海上无雾,我几乎总能猜到会出现绿光。绿光会变得碧绿,像火焰一样,照得人睁不开眼。”

还有两名法国天文学家借助透镜也观察到了绿光。他们报告说:“我们见到绿光多次,总是在太阳的最上端消失在海平面上时。正是太阳的上部在消失前几秒钟变成了一个火球,它在消失的瞬间喷出强烈的绿光。它往往呈三角形,犹如绿色闪电擦海而过,不超过一秒钟,但光却亮得刺眼。”

为什么会出现绿色的太阳?科学家们认为道理非常简单。我们都知道,太阳光是由赤橙黄绿青蓝紫七色光组成的。普通的阳光在透过棱镜或透镜时都会分解出这七种色光来。像地球一样成曲面的大气就是一个天然的向上凸的“气体透镜”。当位于地平线上位置很低的太阳射出的光线在透过这一气体透镜时,将会分解出视域很宽的不同色光带,其中紫光和蓝光因偏折角度很大,不能进入观察者的视域,黄光、橙光和红光则是我们常见的,而绿光就只有在特定适宜位置才能看到。科学家们还指出,看到绿光的条件是:空气透明,能见度高,大气中水蒸气含量尽量少,没有云彩,没有雾,地平线平直而清晰。其中最后一个条件是很重要的,这就是为什么在海中常可看到绿光的原因。除了海上,有时在沙漠地区也能看到。这样,我们也就不难理解,为什么古埃及人会画出绿色的太阳来。

在我国,据报道,有一次人们走在乌鲁木齐至阿勒泰的公路上,行至靠近阿勒泰的沙漠上时也看到了绿色的太阳。一位观察者曾作了如下的描述:“天边,不知是一片草原,还是千顷麦苗,像一座绿色的大海,绿油油地从地平线涌来……就在这绿碧丛中,在绿色的地平线上,现出了半个快要沉没的夕阳……它留在绿色地平线的那一部分,即没有五彩云霞簇拥,也没有暮霭烟雾笼掩。因此我们清清楚楚地看见它由枯黄渐渐变成绿色,射出像草地那样绿茵茵的光辉,染得天空也绿油油的,使远天远地都变得嫩鲜鲜的,显得十分美丽”。产生这次绿光的原因,人们推测可能与远处地平线那边的一片草原、麦地、果园的叶尖上闪着刚洒下的雨珠,对阳光进行折射、反射有关。

除了绿色的太阳以外,人们在另外一些特殊的场合下,还会看到具有其他色彩的太阳。例如,1950年9月,北美加拿大发生了一次空前的火灾,熊熊的火焰烧毁了大片森林、草原,浓烟、灰烬、尘埃笼罩天空,使地处欧洲的德国、瑞士和法国的一些地方出现了浅蓝色的太阳。我国吉林地区的九站,在1980年的4月也曾看到过浅蓝色的太阳,但原因不明。另外,1965年春,在吉林市上空还曾出现过具有黄色的光辉的太阳,原因可能是天空中笼罩着被风吹来的大量黄土尘埃的缘故。

光柱、日柱和光十字

在天空中,还可以形成一些更有趣的晕:光柱、日柱和光十字。

这种奇异的自然壮观同特殊的降水现象有关。北方气候寒湿的冬季,特别是雪前和雪后,天空中常常会出现一种冰晶反射或折射,形成垂直的光柱。由太阳光形成的还有日柱、光十字。

1957年1月15日早晨,我国黑龙江省呼玛县上空,正是万家灯火的时候,天空中突然升起了几十条光柱。1978年1月19日清晨5时,在佳木斯市郊,人们看到公路两边远处有林立的光柱,原来是由于路灯光的延展、反射而形成的。

当太阳或月亮刚从地平线上升起或落下的时候,突然会在它们上方闪耀起一根白色灿烂的日柱来。

1963年12月17日上午7时30分,我国小兴安岭脚下伊春市五营林区,天空里飘浮着细密的冰晶。在林区附近的东山顶上,突然出现三团白光,并向上伸出三道长长的、笔直的日柱。7时55分,三团白光露出东山顶,转瞬间,三道白光变成三条彩色光带,分七种颜色排列着,内红外紫,鲜艳夺目。光带从山脚一直升到半空,照亮了林海雪原,蔚为壮观,到8时许方才消失。

南极洲极昼时,每当日落,日落处的上空常出现一道巨大的橙黄色的光柱。有时也出现在日落前,这时太阳上下都有一道光柱,光柱在落日余辉衬托下,犹如水中倒影,景色非凡。

这是怎么一回事呢?原来,在视太阳或月亮的上下方,都存在着许多冰的晶体,光线投射到冰晶面的时候,便把光线反射出来,形成一条灿烂的光柱。当空气中水平飘浮着的冰的晶体特别多的时候,光柱就会向上下两方伸展,构成了天空的奇景。我国古书中记载的“白虹贯日”,指的就是这种光柱。

这种情景仿佛是月光映在水中,水流动不息,水中月光成为一条闪动的光带一样。不同的是,这是水面在起着镜子的作用。

光十字的出现就更奇特了。一种光十字是由太阳光同日晕的某一部分相交而形成。在以前,人们曾把它当作发光的王冠。另一种是,当晕轮垂直光环部分和太阳附近的水平光环的一部分相交叉,就形成两个光十字,好像在太阳左右两旁伸展出去。因为人们看到的天空中各种晕的形状,往往并不是整个的,在大多数情况下只是晕环的一部分,因此在不同的情况下出现了这种奇异的光象。

晕的出现象征天空中有冰晶存在,它们构成了卷层云,它是风暴的前驱云,因此晕是天气将变坏的征兆。《诗经》上说:“月晕而风,础润而雨”。天气谚语说,“日晕三夏雨,月晕午时风”。从巴比伦古城发掘出来的一块小磁板上写着:“当太阳被光轮转围着时,将下雨。”

日月合璧

日月合璧,也称日月同升,指的是太阳和月亮在地平线上同时升起的世人罕见的奇特天象。我国古书上早有记载。

在我国浙江海盐南北湖鹰窠顶上经常能看到这一景色,它和钱塘江边的“海宁观潮”被称为双绝而驰名中外。

1980年,杭州大学地理系冯铁凝等根据查阅到的历史文献资料,约集天文爱好者多人,于该年农历十月初一登临鹰窠顶,亲眼见到了日月并升。这一消息传开后,每年逢这一天便有数千人赶往南北湖探奇。奇怪的是,从1981年到1983年的三年间(1981、1983年的九月都是大月,1982年是狗年),均未出现日月并升。1984年九月只有29天,十月有两个。在正月初一、初二奇景不露面,初三它却出现了15分钟,初四还可见,直到初五还出现了5分钟,最长31分钟,一般15分钟。每次景象也不一样,大致有以下几种情况:

1.太阳先升起,月亮随即跃出,并入日心。明陈梁所见:“须臾,海底推出一轮,色若丹妙,……而残蜃或送月印日心,二轮合体,雪里丹边相摩荡,还转不止。”冯铁凝等人的观察也与此相似。

2.太阳升起不久,在太阳旁边出现一个暗灰色月亮,围绕着太阳跳来跳去。一会跃在太阳右边,一会儿左边,一会儿上面,一会儿又落在下面。当月亮经过太阳时,太阳表面大部被月亮遮盖,颜色变暗,未被遮没的部分就闪现出金黄色的月牙形状。

3.太阳和月亮重叠,合为一体,同时从江海上升起。太阳托住月影一起跃动。或如清嘉庆年间激浦人吴东发记述的僧人实智所见:“月先日后,日色如血不夺目,及其并也,E1月各有光一道,左右分布如眉。”

上述几种现象,有的与日食过程很相像,但又显然不是。因为日食每年都有预报,而且不会年年正好发生在十月初一,也不会仅发生在鹰窠顶一带。再说月亮的视运动速度比太阳慢,一般只会落后于太阳,绝不会后来居上超过太阳,所以传说中的日先出,不久月又跃入日轮中一事,几乎是不大可能出现的。有人认为这大概是太阳光线的折射造成的假象。当江海上天气变化剧烈时,冷暖气流垂直移动频繁,使近地面大气温度和密度的垂直分布极不稳定,太阳光线在瞬息万变的不同密度的空气层中传播,不得不经常离开原来的射程而曲折,产生各种异常的折射现象。这时看地平线上的太阳,有时会呈现出各种扭曲的怪形状,如帽状、三角状、不规则的圆柱状等;有时会上下闪动,忽而没入地平线下,忽而又复升到地平线上;有时还好像同时有几个太阳在天边跃边。这种现象在气象学中称为“地面闪烁”。

然而,要说是地面闪烁造成的假象,为什么一年一度只有在农历十月初一才会出现呢?总之,世上是否会发生日月合璧的奇迹,鹰窠顶上看到的日月并升是否就是古人所谓的日月合璧,至今仍是谜。至于鹰窠顶上具有哪些得天独厚的条件,使人们能目睹到这一奇景,就更是谜中之谜了。

莫名其妙的黑暗

在晴朗的白天,突然间出现了一段时间的黑暗。它既不是日食,也不是发生在龙卷风之前,虽然是区域性的暂时情况,但这种现象在国内外曾有多次发生。

在我国班吉境内,1944年秋天的一天下午,睛朗的天空突然一片漆黑,伸手不见五指。人们惊慌失措,呼天喊地,好像天要塌下来似的。大约一个小时的工夫又恢复了光明,渐渐地人们才平静下来。

青岛也曾出现过白天降夜幕的奇特现象。一天上午11时,阳光辐射的天空渐暗,阴云密布,至12时许,黑云压顶,天地间一团漆黑,风雨交加,电闪雷鸣,众多行人措手不及,纷纷避往沿街店铺。街上顿时“万家灯火”路灯齐放,过往车辆灯大开。这一现象持续了半个多小时。