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一文告诉你,奇幻天象何处寻

2022-07-11 14:59  中国国家地理   - 

奇幻多变的天空

总能带给我们无尽的想象

古时候

人们赋予天象玄妙的寓意

将其与人世间的祸福联系起来

现如今

越来越多的爱好者、科学家

追寻、关注变化莫测的天空

为我们打开了欣赏天象之美的大门

那些神秘瑰丽的美景背后

有什么知识和规律呢

我们一起去看看吧

▲天象,为景观添彩

▲天象,为景观添彩

图自《中国国家地理》2019年7月,摄影/杨旺霖

这是一张利用冰晕去改善构图的经典作品。在四川巴朗山,原本空荡荡、大面积缺少细节的垭口上方天空,因为冰晕的出现,颇具点睛效果。这张作品在所有垭口风光作品中,也是令人印象非常深刻的,除了摄影师的卓越技巧以外,巧遇到冰晕也是十分重要的成功因素。

冰晕

青藏高原,看冰晕不需要运气

西藏羊卓雍错

西藏羊卓雍错

图自《中国国家地理》2019年7月

天空中的冰晕看起来很像一只眼睛,它是由22°日晕、22°外接晕、22°幻日、下侧弧组合而成。

冰晕,最复杂、种类最多的一类天象,顾名思义,它是因大气中不时存在的大量冰晶折/反射光线而形成的光晕现象,以光源而论,主要包括日晕、月晕、灯晕。

它比云种类更多,比彩虹形态更多变,常比华环更巨大,比闪电更难以预测,是所有天象中最神秘又神奇的一类。

冰晕中最常见者,如普通日晕、幻日;罕见者,有些组合冰晕,可以同时出现多达二三十个种类,以各种光弧、亮斑、晕圈的形态,散布整个天空的各个角落,如天女散花般穿插在全天域,是世界上最神奇的天象类别。

环地平弧

环地平弧

图自《中国国家地理》2018年07月

被誉为“最美单一种类冰晕”环地平弧,像是一条近乎平直的“一字形”彩虹。环地平弧只能在太阳高于58°时出现,所以对我国绝大部分地区而言,仅夏季略常见。图为在我国藏东南,经通麦吊桥横跨雅鲁藏布江时遇到的环地平弧。摄影/计云

冰晕和冰雪有着割不断的缘分。一个地方,如果大气中含的冰晶多,就更容易出现冰晕。而大气中冰晶的多寡,很大程度上与温度有关。所以,北方冬季的雪原、飞机穿梭的高空、离天最近的陆地高原,是结缘冰晕的三大区域。但北方冰晕的多发仅限于冬季;飞机上所见冰晕,受制于机窗狭小的视野,人们常无法拍摄尽兴。

唯有青藏高原冰晕,超脱了季节的束缚,又不受视野的局限。

但凡去青藏高原超过5天的人,如果时刻注意观察天空,就可能至少能见到1次冰晕事件。在青藏高原,不单是普通日晕极为频繁地出现,就连壮观绝伦的组合日晕,也会经常出现。

最高品相的日华——出现5层的七彩颜色序列轮回,也是极为罕见的天象

最高品相的日华——出现5层的七彩颜色序列轮回,也是极为罕见的天象

图自《中国国家地理》2019年7月

在青藏高原,不单大气现象中最缤纷多彩的冰晕,可以给我们带来种种新景观。其他天象,比如奇云、虹、华等,也都可以作为新景观的重要创作元素,值得摄影师和旅行者们去了解、追寻和利用。摄影/戴建峰

帽状云

高山地区,孤峰戴帽

四川贡嘎山

四川贡嘎山

图自《中国国家地理》2021年3月

贡嘎山是摄影师目击、拍摄帽状云相对较多的一座极高山。2018年秋季的一天凌晨,日出前阳光的第一抹红色,“点燃”了贡嘎山顶斗笠般的帽状云。摄影/南卡

气流在移动中,遇到山峰,便顺山坡不断抬升。在抬升过程中,气流的温度降低,并凝结成云。这种因地形抬升而形成的云,被称为地形云帽状云就是地形云中的一个特例,需要太多巧合才能出现,极为罕见。

奇绝瑰丽的帽状云(也叫山帽云),与千姿百态的山峰组合而成的景观,极具视觉审美价值。为描述方便,我们暂且以“戴帽”山,来称呼“帽状云+高山”这一景观组合。

图自《中国国家地理》2021年3月

图自《中国国家地理》2021年3月

绘图/王航

帽状云是地形云的一种特例,经过地形地貌与气象条件天衣无缝般的配合,以及多种巧合,才能出现,极为罕见。

帽状云一般是出现在一座孤立、挺拔的山峰顶部,几乎静止不动。气流翻越山脉时,可激发出地形重力波。如果这种大气波动的幅度与山体空间尺度接近,当气流上升到峰顶,赶上周围气流又很稳定,那么上升气流在峰顶冷却至饱和时,就会形成帽状云。

由于在高海拔山区,山顶气流要保持稳定状态,是很少见的,因此要形成帽状云,也极为难得。正因如此,摄影师要碰巧目击并拍摄到帽状云,更是难上加难。

有时候,如果帽状云的中间被干燥空气分开,就会形成多重帽状云,就像山峰戴了一顶又一顶的帽子,诡异到令人难以置信的地步。看到这种图片,很多人可能会认为是PS的。

多重帽状云

多重帽状云

潮湿空气被干燥大气分隔而成的奇景

图自《中国国家地理》2021年3月

几顶巨大的“帽子”层层叠叠,堆在慕士塔格山的山顶,远看又像是美味的多层冰激凌蛋糕。这是在慕士塔格山上出现的帽状云,看起来极为壮观。慕士塔格山位于新疆西南部,屹立于帕米尔高原东部、昆仑山西段。这里不仅是登山家的乐园,也是观赏帽状云等奇特景观的胜地。摄影/依明江

相比其他国家,中国有广袤的国土面积,三级阶梯的地形分布,复杂多变的山地地形和大气流动,这些都为“戴帽”山的诞生创造了良好条件。可以说,中国是欣赏“戴帽”山最好的国度之一。

相比低海拔山区,帽状云在高山地区那些孤立、尖耸的山峰上,出现的概率会更大,也更具有震撼性,比如说贡嘎山、南迦巴瓦峰等。这是因为,如果一座山峰附近有高差不大的密集峰群,高空气流就会变得紊乱,不易形成稳定气流,自然也就很难形成帽状云。

在低海拔的东部地区,一峰突起、周围平坦的山峰,机缘巧合时也会出现帽状云。如东北的长白山,就有摄影师拍摄到了精彩的帽状云。海拔只有2700多米的长白山,算是东部为数不多的“戴帽”山。

云南玉龙雪山,海拔:5596米

云南玉龙雪山,海拔:5596米

流星与帽状云同框的罕见画面

图自《中国国家地理》2021年3月

摄影/张敬宜 张作兴

夜空灯柱

北有寒夜灯柱,南有暖夜灯柱

图自《中国国家地理》2018年7月

图自《中国国家地理》2018年7月

摄影/革命

2015年12月30日发生在内蒙古锡林浩特的一次寒夜灯柱现象。此现象由大量雪花一样的片晶反射灯光所形成,因几乎只出现在寒冷的夜晚,故名。

“夜空灯柱”是一种独特而奇妙的天象:空中集结的大量冰晶如一面面小镜子,反射地面路灯及城市霓虹灯,形成“天上街市”般的奇景。

这其实是一种冰晕现象。在高纬度地区,这种自然奇观常被人误认为是极光。与极光相比,夜空灯柱并不仅仅属于寒冷地区,除了“寒夜灯柱”,还有“暖夜灯柱”现象,会出现在温暖地区的高空区域。

在不同地点和季节,它们呈现出多样的梦幻之美——有时,强烈的“寒夜灯柱”像是一道道五彩的巨型激光,顺着地面的光源,巨大的光柱直上九霄,让人想起电影中的特效场面;有时,暖夜灯柱在高空“倒映”着地面的光点和光带,甚至可以勾勒出街道、大楼、公园的轮廓。

近年我国灯柱天象分布示意图

近年我国灯柱天象分布示意图

图自《中国国家地理》2021年5月

内蒙古的锡林浩特和根河,这两个地点堪称中国寒夜灯柱的胜地。每年自11月下半月始到12月中旬“灯柱季”,这两处几乎总会出现寒夜灯柱现象的大爆发——有时隔三差五出现,有时连续一周以上夜夜爆发。

我国东北与新疆北部也是灯柱现象比较高发的地方。历史上,黑龙江富锦市就多次报道过“光柱林立”的奇观,即寒夜灯柱。

相比暖夜灯柱,寒夜灯柱相对是更好预测的:只要满足“低温、湿度接近饱和、低空大气静稳”的条件,灯柱就有望出现;若出现钻石尘天气,则灯柱出现概率更大,这是一种几乎只有在零下二三十度以下的严寒地带才能出现的特殊气象条件。

至于暖夜灯柱,还是颇难以预测的,但也有一定的发生规律。在福建、海南的沿海多地,夏季常出现暖夜灯柱,其强度极大,颜色常为浅荧光绿色,是海上渔船点亮捕鱿灯,或者养殖水产的渔排上的巨大照明灯发出的强光所形成的灯柱。

这种渔业上使用的强光灯对灯柱现象的影响,算是一种“强光增益”。在大城市中,诸如城市楼顶垂直上射的造景射灯及其他强光照明,也属于类似的人工强光增益。随着这些特殊强光灯的增多,将来,南方沿海地区的暖夜灯柱现象可能会越来越常见。

回首的“金孔雀”:厦门暖夜灯柱画出了“天上的街市”

回首的“金孔雀”:厦门暖夜灯柱画出了“天上的街市”

图自《中国国家地理》2021年5月

摄影/袁泉 标注信息提供/李亚鸿 黄滕宇

2020年5月10日晚,厦门出现的暖夜灯柱非常壮观,整体形态犹如“孔雀回首”,是一次世界级的灯柱现象。天上的图案与地面夜景轮廓近乎一致(注:空中灯柱图景为地面的镜像),璀璨的厦门灯火和天空中的金孔雀彼此辉映,十分神奇。

虹彩云

彩云之南多彩云

图自《中国国家地理》2019年4月

图自《中国国家地理》2019年4月

摄影/李柏

诸多奇云中,虹彩云是美得最动人心魄的一类云景观。

“我的意中人是个盖世英雄,有一天他会踩着七色的云彩来娶我……”这种彩云,全名叫做“虹彩云”,虹彩指像彩虹那样的色序,就如同我们看见肥皂泡上或者光盘背面色彩变幻。

一般来说,透光高积云比较容易形成虹彩云,因为透光高积云中有丰富的小水滴,光线经过液滴时,从两侧的边缘散射开去,绕过液滴后的光线通过干涉,便形成了彩虹一样的色带。

然而透光高层云常有,而虹彩云不常有,虹彩云的形成不但依赖透光高层云中液滴的大小,还有云的胖瘦。如果遇到胖云,阳光难透过,这时候只能看见云的边缘有些红润,只有遇到清瘦的薄云块,且云中液滴细小而均匀,若此云恰好飘到太阳附近,便会出现艳丽的虹彩。

图自《博物》2009年3月

图自《博物》2009年3月

绘图/张瑜 吴颂

如果我们在太阳周围看到云彩呈现彩色,称为“虹彩云”,这种云和彩虹没有什么关系,它们多是日华或月华的一部分。

人们管云南叫做彩云之南,可能并非巧合。

云南的彩云确实出奇地多,对其他许多地方来说难得一遇的极品虹彩云,在云南可能隔三差五地就会出现,这和多山的复杂地形地貌直接相关。山地是荚状云的摇篮,而荚状云,尤其是消散形态的荚状云,是最容易出现强烈虹彩的云。

纳帕海

纳帕海

彩云飘在18000米上空柔美如丝绸

图自《中国国家地理》2022年4月

摄影/董磊

2021年年初,滇西北香格里拉市纳帕海的上空呈现出七彩祥云的奇观。一些气象工作者判断那是一种接近18000米高度的特殊虹彩云,它不同于出现在极地两万至三万米高的珠母云,不同于热带到亚热带地区因对流而在中低空出现的幞状云,也不同于可在山地周边出现的荚状云。

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