是什么原因形成海市蜃樓
海市蜃樓是一種因為光的折射和全反射而形成的自然現(xiàn)象，你對海市蜃樓的形成條件好奇嗎?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來給你科普一下海市蜃樓形成的條件。
海市蜃樓形成的條件
蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯(lián)系。氣溫的反常分布是大多數(shù)蜃景形成的氣象條件。
就拿下蜃的形成來說。夏季沙漠中烈日當(dāng)頭，沙土被曬得灼熱，因沙土的比熱小，溫度上升極快，沙土附近的下層空氣溫度上升得很高，而上層空氣的溫度仍然很低，這樣就形成了氣溫的反常分布，由于熱脹冷縮，接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大，這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當(dāng)遠處較高物體反射出來的光，從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射，其入射角逐漸增大，增大到等于臨界角時發(fā)生全反射，這時，人要是逆著反射光線看去，就會看到下蜃。
柏油馬路因路面顏色深，夏天在灼熱陽光下吸收能力強，同樣會在路面上空形成上層的空氣冷、密度大，而下層空氣熱、密度小的分布特征，所以也會形成下蜃。
發(fā)生在沙漠里的“海市蜃樓”，就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現(xiàn)的折射現(xiàn)象。沙漠里，白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣傳熱性能差，在無風(fēng)時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當(dāng)太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的角度發(fā)生了改變，經(jīng)過光的折射，便將遠處的綠洲呈現(xiàn)在人們眼前了。在海面或江面上，有時也會出現(xiàn)這種“海市蜃樓”的現(xiàn)象。
海市蜃樓是一種光學(xué)幻景，是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像。 海市蜃樓簡稱蜃景，根據(jù)物理學(xué)原理，海市蜃樓是由于不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上冷空氣與高空中暖空氣之間的密度不同，對光線折射而產(chǎn)生的。
海市蜃樓的形成原因
原理
光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變，從而使光線在不同介質(zhì)的交界處發(fā)生偏折。理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光線則進入到另一種介質(zhì)中。由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。
類別
海市蜃樓是一種反常的折射現(xiàn)象，它是光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播，經(jīng)過折射造成的結(jié)果。常分為上現(xiàn)、下現(xiàn)和側(cè)現(xiàn)海市蜃樓。
凡是物體的映像或幻景看上去好像從天空某一空氣層反射而來的，則稱為上現(xiàn)蜃景。上現(xiàn)蜃景常出現(xiàn)在海上，和北方有冰雪覆蓋的地方。這是因為海水表面蒸發(fā)時要消耗熱量同時海水溫度的升高緩慢，而在冰雪覆蓋的地區(qū)由于冰雪面能將大部分太陽光反射掉同時冰雪融化時也要消耗大量熱量，致使下層的溫度變得很低，因此在這些地方最容易出現(xiàn)強烈的逆溫現(xiàn)象。如果近地面層是強逆溫時，空氣密度會隨高度迅速減小，光線在這種氣溫隨高度升高因而使空氣密度隨高度銳減的氣層中傳播，會向下屈折，遠方地平線處的樓宇等的光線經(jīng)折射進入觀測者眼簾，便出現(xiàn)了上現(xiàn)蜃景。
凡是物體的映像或幻景看上去好像由地面反射而來的，則稱為下現(xiàn)蜃景。下現(xiàn)蜃景大都出現(xiàn)熱季的沙漠上或冬季暖洋流的海上。在晴朗少云平靜無風(fēng)的天氣里，陽光照射在干燥的沙土上，沙土的比熱小，土溫上升極快，這里幾乎沒有水分蒸發(fā)，土壤分子傳熱又極慢，熱量集中在表層，所以接近土壤層的空氣溫度也上升的很快，但上層空氣卻仍然很涼。當(dāng)近地層是強烈降溫層時，氣溫隨高度很快降低，空氣密度隨高度很快增加，而光線在氣溫隨高度而降低的氣層內(nèi)傳播時會向上屈折，遠方地平線處的景物的光線，經(jīng)折射后直入觀測者眼簾，便出現(xiàn)了下現(xiàn)蜃景。
當(dāng)水平方向的大氣密度很不同，使大氣折射率在水平方向存在很大不同的時候，便可能出現(xiàn)側(cè)向蜃景。
總而言之，海市蜃樓是一種十分有趣的折射和反射現(xiàn)象。
論述
在夏季，白晝海水溫度比較低，特別是有冷水流經(jīng)過的海面，水溫更低，下層空氣受水溫更低，下層空氣受水溫影響，比上層空氣更冷，所以出現(xiàn)下冷上暖的反常現(xiàn)象(正常情況是下暖上涼，平均每升高100米，氣溫降低0.6℃ 左右)。下層空氣本來就因氣壓較高，密度較大，再加上氣溫又較上層更低，密度就顯得特別大，因此空氣層下密上疏的差別異常顯著。
假使在我們的東方地平線下有一艘輪船，一般情況下是看不到它的。如果由于這時空氣下密上稀的差異太大了，來自船舶的光線先由密的氣層逐漸折射進入稀的氣層，并在上層發(fā)生全反射，又折回到下層密的氣層中來;經(jīng)過這樣彎曲的線路，最后投入我們的眼中，我們就能看到它的像。由于人的視覺總是感到物像是來自直線方向的，因此我們所看到的輪船映像比實物是抬高了許多，所以叫做上現(xiàn)蜃景。
在沙漠里，白天沙石被太陽曬得灼熱，接近沙層的氣溫升高極快。由于空氣不善于傳熱，所以在無風(fēng)的時候，空氣上下層間的熱量交換極小，遂使下熱上冷的氣溫垂直差異非常顯著，并導(dǎo)致下層空氣密度反而比上層小的反?，F(xiàn)象。在這種情況下，如果前方有一棵樹，它生長在比較濕潤的一塊地方，這時由樹梢傾斜向下投射的光線，因為是由密度大的空氣層進入密度小的空氣層，會發(fā)生折射。折射光線到了貼近地面熱而稀的空氣層時，就發(fā)生全反射，光線又由近地面密度小的氣層反射回到上面較密的氣層中來。這樣，經(jīng)過一條向下向下凹陷的彎曲光線，把樹的影像送到人的眼中，就出現(xiàn)了一棵樹的倒影。由于倒影位于實物的下面，所以又叫下現(xiàn)蜃景。這種倒影很容易給予人們以水邊樹影的幻覺，以為遠處一定是一個湖。凡是曾在沙漠旅行過的人，大都有類似的經(jīng)歷。拍攝影片《登上希夏邦馬峰》的一位攝影師，行走在一片廣闊的干枯草原上時，也曾看見這樣一個下現(xiàn)蜃景，他朝蜃景的方向跑去，想汲水煮飯。等他跑到那里一看，什么水源也沒有，才發(fā)現(xiàn)是上了蜃景的當(dāng)。這是因為干枯的草和沙子一樣，可以被烈日曬得熱浪滾滾，使空氣層的密度從下至上逐漸增大，因而產(chǎn)生下現(xiàn)蜃景。
無論哪一種海市蜃樓，只能在無風(fēng)或風(fēng)力極微弱的天氣條件下出現(xiàn)。當(dāng)大風(fēng)一起，引起了上下層空氣的攪動混合，上下層空氣密度的差異減小了，光線沒有什么異常折射和全反射，那么所有的幻景就立刻消逝了。
海市蜃樓的辨別方法
海市蜃樓是一種光學(xué)現(xiàn)象。沙質(zhì)或石質(zhì)地表熱空氣上升，使得光線發(fā)生折射作用，于是就產(chǎn)生了海市蜃樓。海市蜃樓會發(fā)生在離海岸線大約6英里(9.6千米)的沙漠地區(qū)，會使1英里(1.6千米)以外或更遠的物體看起來似乎要移動。使陸地導(dǎo)航變得非常困難，因為在海市蜃樓環(huán)境中，天然特征都變得模糊不清了。海市蜃樓會使一個人很難辨別遠處的物體，同時也會使遠處視野的輪廓變得模糊不清，你感覺好像被一片水包圍著，而那片區(qū)域高出來的部分看上去就像水中的“島嶼”。海市蜃樓還會使你識別目標、估計射程、發(fā)現(xiàn)人員等變得十分困難。不過，如果你到一個高一點的地方高出沙漠地面10英尺(3米左右)(3又 1/3米)，你就可以避開貼近地表的熱空氣，從而克服海市蜃樓幻境?？傊灰陨哉{(diào)整一下觀望的高度，海市蜃樓現(xiàn)象就會消失，或者它的外觀和高度會發(fā)生改變。
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