白居易在他的《長恨歌》中用:"忽聞海上有仙山,山在虛偽縹緲中……。"這樣的詩句告知我們,"海市蜃樓"這種自然界中的幻景,自古以來不知給了多少的人們委以虛幻縹緲般的寄托。其實,這種為古人們所難明就里的奇特景象,不止是他一人在不遺余力中高聲詠嘆著。在歷史上同樣也曾引動無數(shù)的文人騒客,妄圖求得一種心靈上的滿足。你看,蘇東坡在他的《登州海市》中同樣也有:"東方去??諒?fù)空,群仙出沒空明中,蕩搖浮世生萬象,豈有貝闕藏珠宮?心知所見皆幻影,感以耳目煩神工!歲寒水冷天地閉,為我起蟄鞭魚龍,重樓翠疊出霜曉,異事驚到百歲翁……。"
而我國現(xiàn)代的散文名家楊朔,更給他的故鄉(xiāng)--蓬萊,留下一篇很有名的散文:《海市》,當(dāng)然,文中他不只是單純地去描繪眼中的海市幻景,而是帶有一種明顯的意喻,抒寫他自己內(nèi)心的另一個世界。
不過,作為"海市蜃樓"一個親身的經(jīng)歷者,多彩文筆下這一奇景的生動描繪,確實足夠我們在文字上有所享受。你看:"記得是春季,蒙蒙天,我正在蓬萊閣后拾一種被潮水沖得溜光滾圓的璣珠,聽見有人喊:'出海市了'。只見海天相連處,原先的島嶼一時不知道都藏到哪兒去了,海上劈面立起一片從來沒見過的山巒,黑蒼蒼的,像墨水畫一樣。滿山都是古松古柏;松柏稀疏的地方,隱隱露出一帶漁村。山巒時時變化著,一會兒山頭上幻出一座寶塔,一會兒山洼里又現(xiàn)出一座城市,市上游動著許多黑點,影影綽綽的,極象是來來往往的人馬車輛。又過一會兒,山巒城市慢慢消下去,越來越淡,轉(zhuǎn)眼間,天青海碧,什么都不見了,原先的島嶼又在海上重現(xiàn)出來。"
那么,這虛偽縹緲中飄飄而來的"海市蜃樓",到底是怎么回事?到底來自于哪里呢?
其實,這個中的奧秘,只不過是大自然中的光線,在一個特定的大氣物理環(huán)境下,通過折、反射造成的一種可望而不可及的大氣光學(xué)現(xiàn)象,它就這么和我們開了一個天大的玩笑。
海市蜃樓的大氣光學(xué)原理
物理學(xué)中的大氣光學(xué)知識告訴我們,光線在相同密度的空氣中傳播時,它的直線運(yùn)動速度是不會發(fā)生變化的,只有當(dāng)光線以一定角度,入射到了另一個相對密度不同的空氣層中,光線的運(yùn)動速度就會發(fā)生變化,導(dǎo)致出現(xiàn)光線的折射現(xiàn)象。由于我們身邊世界的大氣層中空氣相對密度并不是均勻分布的,它的相對密度會隨大氣層高度的增加而逐漸減弱,大氣層越高的地方,空氣的相對密度就越小。必然使得光線穿越大氣層時,發(fā)生了折射或者全反射現(xiàn)象。
由于大氣層中的空氣在溫度作用下,空氣相對密度在垂直方向上就會出現(xiàn)變化上的異常。對于光線而言,也就形成了與通常不同的折射或者全反射,"海市蜃樓"這一現(xiàn)象就這么在天空中展現(xiàn)了出來。不過,這個過程只能在無風(fēng)或風(fēng)力微弱的天氣條件下才能形成,因為,一旦刮起大風(fēng),空氣的上下層之間就會引發(fā)擾動、混合,導(dǎo)致上下層空氣之間的相對密度差異減少,光線就會失去異常的折射和全反射作用,隨之,我們眼中的所有幻景也就會隨之消逝。
由于空氣相對密度反常的具體情況不同,發(fā)生海市蜃樓景象的形式也會有所不同,我們分別稱之為上現(xiàn)蜃景或下現(xiàn)蜃景。
夏天,由于白天海面上海水溫度較低,當(dāng)有冷水流過,更低的水溫,導(dǎo)致大氣層下層的空氣受到影響,比上層的空氣要冷一些,就出現(xiàn)了下冷上暖的反?,F(xiàn)象。大氣層下層空氣本來就因為氣壓較高,相對密度大,現(xiàn)在氣溫又低,導(dǎo)致相對密度特別大,使得空氣層的下密上稀狀態(tài)出現(xiàn)了明顯的異常。
假如這時候,地球海平面下面,有一艘我們尚未見到的輪船正在經(jīng)過,由于空氣下密上稀的緣故,來自船上的光線,先從較密的低空大氣層,逐漸折射進(jìn)稀薄的高空大氣層中,并在上層的空氣層中發(fā)生了全反射,又折回到下層較密的空氣層中,經(jīng)過這么一番折騰,我們就看到了這只船。這就是上現(xiàn)蜃景。
上現(xiàn)蜃樓示意圖
反過來,下現(xiàn)蜃景一般發(fā)生在沙漠地帶,白天沙漠中的沙石被太陽曬得滾燙滾燙,鄰近的氣溫同樣也很高,加上空氣傳熱效果差,無風(fēng)條件下,下熱上冷的氣溫垂直差異就相當(dāng)?shù)孛黠@,下層空氣的相對密度就出現(xiàn)了比上層空氣要小了好多的反?,F(xiàn)象。
假如這時候,遠(yuǎn)處有一棵樹,那由樹梢傾斜向下的光線,因為是由相對密度大的空氣層進(jìn)入到相對密度小的空氣層中,發(fā)生折射后的光線到了接近地面熱而稀的空氣層中,就發(fā)生了全反射,光線又由近地面密度小的空氣層,反射回上面的較密空氣層中,這時候,經(jīng)過一條向下凹陷的彎曲光線,人的眼中就有了一棵樹的倒影,這種倒影很容易使人產(chǎn)生一種水中樹影的幻覺,以為遠(yuǎn)處有一個湖泊。
下現(xiàn)蜃樓示意圖
面對這般神奇的幻景,"海市蜃樓"欺騙的雖是人的眼睛,而人的眼睛追尋的,肯定不是虛幻的美景……
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