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文/龚钴尔
夜光云是一种罕见的云团,是迄今为止科学界了解最少的气象之一。它一般只在寒冷的高纬度地区露脸。但是,近年来,夜光云越来越多地出现在低纬度地区,并且越来越亮、越来越频繁。这种现象是否是全球变暖所致?美丽的夜光云又是谁的杰作?NASA发射的专门研究夜光云的AIM卫星,能否为人类揭开这个谜团?
夜光云:神秘 “入侵者”?
在太阳落山后30~60分钟,即当太阳在地平线以下6~16度时,面朝西方,如果你在天空中看见了白蓝相间的波纹状发光云彩——那么你非常幸运,因为你很有可能看到了罕见的夜光云。
夜光云又被称为极地中气层云(Polar Mesospheric Clouds,PMCs),当它们从外层空间被看见,就被称为“夜耀云”(night-shining clouds);从地球上看见,就称为“夜光云”(noctilucent clouds)。它是一种形成于中间层(大气层按高度分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是外太空了)的云,距地面的高度一般在85千米左右,位置非常之高。这种罕见的云只有在50~70度的高纬度地区夏季才能看见。
夜光云看起来有点像卷云,但比它薄得多,而且颜色为明亮的银白色或蓝色,出现在日落后太阳与地平线夹角在6~16度之间的时候。这个夹角本身倒没什么疑问,因为时间太早会因为夜光云太薄弱而看不见,而时间太晚它又会沉到地球的阴影之中去。
1885年,人类第一次注意到这种特殊的能在黑夜里发光的云。而近年来,夜光云的目击者更是频繁。美国弗吉尼亚州汉普顿大学(Hampton University)大气物理学家吉姆·拉塞尔(James M. Russell。AIM计划由美国弗吉尼亚州的汉普顿大学具体负责,吉姆·拉塞尔是项目的负责人)表示,与以往相比,现在,夜光云出现得更为频繁,时间更长,纬度也更低……
夜光云究竟是何物?它肯定不是一般的云,因为一般的云怎么也不会飞过对流层,越过平流层,而稳居在空气稀薄的中间层,它也不像是变幻莫测的极光,因为夜光云有云的纹理……
这样的云肯定不一般。
夜光云的成因之谜
毫无疑问,夜光云是大自然的一个美丽杰作,但遗憾的是,目前我们仍然无法解释它的成因,我们只能推测。
关于夜光云的成因,科学界一直颇多争议。有人认为它们是火山的喷发物或成群结队的大气尘埃,因为只有它们有可能飞那么高。而美国海军研究实验室的科学家迈克尔·史蒂文斯(Dr. Michael H. Stevens)则认为,夜光云可能跟航天飞机发动机喷出的火箭烟尘有关。
不过,目前最主流的理论认为,夜光云是由极细的冰晶构成的。这种说法听上去很有道理,因为在距地面85千米的地方一定非常冷,而地球大气层中不乏水蒸汽,那里可能只有冰晶,而且冰晶的反光效果很好,能在傍晚的夜空中闪闪“发光”。
一般认为,构成夜光云的冰晶直径一般为50纳米,阳光反射在这些微粒上,使其只有当天空其余部分暗下来的黎明或黄昏时分,才能被看见。吉姆·拉塞尔表示,这种效果就好像在太阳部分落下后看一架在高空中飞行的飞机反射阳光一样……
现在一般认为,要形成夜光云一般都需要有三个条件:低温、水蒸汽和尘埃,这样水蒸汽才能凝结成极小的冰晶。
这或许是夜光云形成的真正原因。