漆黑的夜幕中,突然出現一條條光線,如同指天的利劍一般,豎直懸浮在天地間……
這不是科幻電影,它就出現在現實生活中。
前段時間,韓國濟州島濟州市吾羅洞出現了數條這樣的光束,它們在天空中停留了大約十分鐘后漸漸消散。這些神秘的光束一經出現,便立刻引來大量網友圍觀,甚至還有人開玩笑說,這是外星人途徑地球的時候發(fā)出的信號。
面對網絡上出現的各種奇怪猜想,濟州氣象局很快給出了官方解釋:這種如同科幻電影般的景象,其實是漁船誘魚燈發(fā)射出的光經過高空云層反射后形成的,是一種名為“寒夜燈柱”(light pillar)的大氣光學現象。
那么,什么是寒夜燈柱呢?它會出現在什么地方呢?
利用鏡面反射原理形成
寒夜燈柱是一種很罕見的冰暈現象,它背后的科學原理并不復雜,簡單來講就是光的鏡面反射現象,和我們小時候用鏡子將陽光反射到天花板或者墻壁上是一個道理。
當大氣中存在大量水平排列的片狀冰晶時,這些片狀冰晶就如同一面面鏡子。路燈、霓虹燈、汽車大燈等發(fā)射出的光被處在不同高度的片狀冰晶反射,最終集合形成了一根根光柱,這就是我們所看見的寒夜燈柱。
寒夜燈柱具有很高的觀賞價值,絕美程度可以和極光比肩。由于二者通常都在北半球極寒地區(qū)出現,而極光的觀看條件往往比寒夜燈柱更為苛刻,因此常有人把寒夜燈柱視作極光的“平替”。
但從二者的形成原理來看,其實大不相同。來自太陽的帶電粒子被地球磁場吸引,來到地球兩極上空,它們與大氣中的微觀粒子相互碰撞,引發(fā)出大面積的自然放電現象。帶電粒子的能量在釋放的瞬間,會產生燦爛炫目的能量射線,這就是人們常說的極光。
因此,不同于形式上較為“單一”的寒夜燈柱,極光的形狀往往千差萬別,而且還會不停地發(fā)生變化。此外,除了好看,極光自帶的性質還會導致雷達和通訊設備的失靈。
在靠近北極圈地區(qū)出現得更頻繁
盡管寒夜燈柱形成的原理聽起來十分簡單,但是想要讓天空變成鏡子,卻需要滿足十分苛刻的氣象條件。
首先,氣溫要足夠低,寒夜燈柱通常出現在零下20攝氏度以下的極端低溫環(huán)境下。與此同時,空氣需要達到足夠的濕度,而且無風,大氣中才可能產生并保留大量水平排列的冰晶。
根據燈柱的形成條件,我們不難想象,寒夜燈柱主要出現在極北地區(qū)的冬季深夜。除了這次在韓國濟州島現身,我國北方地區(qū)也曾出現過寒夜燈柱的景觀,主要集中在內蒙古—大興安嶺一帶。還有天象愛好者在青藏高原上看到過這一神奇的景觀,這也證明青藏高原特有的高寒環(huán)境可以滿足寒夜燈柱的產生條件。
氣溫越低,大氣中停留的片狀冰晶數量就越多,對光的反射作用就越強,因此在一些靠近北極圈的國家(如冰島、挪威、芬蘭等),寒夜燈柱的景觀就出現得更加頻繁,場景也更加壯觀。有時,數量繁多的“燈柱”在夜空中排列整齊,甚至能在夜空中清晰地勾勒出當地的街道。
例如,在2016年,有攝影師曾經拍攝到芬蘭某地的寒夜燈柱在城鎮(zhèn)上空投射出街道的輪廓。
這簡直就是現實版的“天空之城”!