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地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

2023/1/30 来自于:制图网 点击:40

喜欢宇宙知识的朋友应该都知道,不管是从地球地面上看,还是从月球看地球,地球都是蓝色的。但奇怪的是,月球上看天空为什么就是黑色的呢?如果换个地方,把视角转移到火星上面,从火星地面看天空,又会变成什么颜色呢?

今天我们就来聊聊,为什么不同的星球颜色会不一样,看天空的颜色也会不一样!

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

蓝色的地球

相信学过初中地理的同学都清楚,地球主要由三部分组成,冰川、海洋和陆地。冰川的颜色从古至今都是白色的,陆地的颜色比较多,有沙漠的黄褐色,也有森林的绿色。不过这两部分所占的面积,仅为地球表面的1/3,海洋才是地球的主角,占了2/3的面积。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

所以,从外太空看地球,基本上是海水的颜色。不过海洋的蓝色更像是实体色的,如果从太空看地球,会发现地球的外层,还有一层朦胧的蓝色面纱,美丽又神秘。导致这种现象的主要原因,是两种散射效应叠加在一起产生的。

大气中的散射主要分为两类:分子散射和丁达尔效应。关于丁达尔效应现象大家都学过,在光传播的过程中,如果碰到了粒子阻碍,并且粒子波长大于光波长,就会反射光。如果小于,则会出现散射,此时就会出现我们经常能看到的“光柱”了。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

一般会出现丁达尔效应的粒子,我们称为胶体粒子,可以是液体,也可以是气体。地球上的尘埃和水雾等粒子,飘上空中之后,就会胶体微粒,对太阳射来的光发生丁达尔散射。所以我们才能在地平线附近看到白茫茫的一片,此时我们看到的并不是蓝色。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

想要看到蓝色,还需要另一种现象参与——分子散射。这种效应是发生在微观粒子层面的(分子)散射,散射光的强度与射入光波长四次方成反比。如果比较太阳光谱中的红蓝光,会发现蓝紫光的波长较短,散射得更明显,而蓝紫光中,蓝光的能量比紫光大。

所以在大气分子强烈的分子散射作用下,蓝色会弥漫天际,尤其是雨过天晴的时候,会格外的蓝。再加上丁达尔效应,就会出现从宇宙看地球,呈现出朦胧的蓝色了。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

与之相比,在月球上看天空,由于没有大气存在,不会发生散射现象,因此光线会在月球上空直来直往。在月球上的宇航员看天空,就只能看到一望无际的黑暗宇宙,还有一些发光的恒星以及散射光线的天体了。

至于火星的天空,则的另外一幅景象。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

火星的天空

从我国天问号火星探测器拍摄回来的照片来看,火星上的天空一般是黄褐色的,在早上太阳起落的时刻,是会带有一点粉红色的。想要解释这两种颜色出现的原因,我们还是得分析一下火星的地理环境和物理现象。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

我们都知道,火星上的磁场已经消失39亿年了,因此无法形成类似地球的浓厚大气层。并且火星上的气压比地球的低,不受气压的制约,经常会产生尘暴。这就导致了大量的尘埃漂浮在空中,影响着火星的大气颜色。

而这些尘埃中,有大概1% 的磁铁矿,其它大部分是褐铁矿,微粒大小不等。不过总体来说,火星大气中小于可见光的微粒还是比较少的,因此分子散射现象在火星大气中的表现不是很突出,到是另外一种散射比较常见——米氏散射理论。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

这种散射一般是较大直径颗粒造成的散射,散射强度与频率的二次方成正比,并且这种效应的方向性更强一点(散射的光比较聚集)。这就会使火星的天空出现一些类似白云的光斑,看上去很奇特。

同时,这些在火星大气中的尘埃粒子,会吸收太阳光中的蓝色,缺少冷色的大气,就会反射出较多的暖色光源(红黄色)。因此在火星的地面看天空,是呈现黄褐色的。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

而早晚日落的时候,红色光源从远方照射过来的路径更长,红色的散射效应占据了主导。因此火星就会出现和地球晚霞一样的红色天空了,只不过火星的晚霞会偏粉色一点。

地球的天空为什么是蓝色的?【火星上看天空又会是什么样子呢?】

总结

地球和火星看天空的颜色是不一样的,主要是大气中的成分和星球磁场不同导致的。不同的星球,也同样适用这样的物理定律,有些星球或许会出现五颜六色的天空也说不定,真想到这些星球上去看看,不一样的天空!

你更喜欢那种颜色的天空呢?

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