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這次是真的!深圳海面出現了“魚形”海市蜃樓,如何解釋?海市蜃樓是如何形成的?總結

作者:賽先生科普

無巧不成書!7月14日,有網友在深圳西湧海面拍攝了一段疑似海市蜃樓的影像,發現遠處海面有兩艘懸空的輪船(如下兩圖),但随後經過專家解釋,認為其并不是海市蜃樓,而隻是單純的視錯覺而已(是遠處海天一色造成的)。

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這才過了一天,7月15日,就有人在深圳大鵬灣海面發現了海市蜃樓景象,見下圖:

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根據《深圳晚報》報道,7月15日早上九點到十點左右,一位記者正在拍攝布氏鲸,正當其專心緻志時,其同伴突然發現在坪洲島南側海面上方出現了一個黑影,記者趕忙用鏡頭拉近觀察,隻見一個類似魚形的物體浮在海面上方,并且右側還有一個杆狀白色物體。

之後記者将這個照片發給了深圳市海洋綜合執法支隊鹽田大隊大隊長田正,大隊長回複:這個确實是海市蜃樓,并且魚形的那部分很可能就是坪洲島的一部分,然後右邊的那個杆狀物體應該是附近海面的燈标。最後還補充道,以前在日常巡邏時也見過海市蜃樓,但不常見。

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這裡補充一下,報道上說還拍攝了一張坪洲島北側的海市蜃樓圖像,但并未給出此張照片(我在網上又搜了一會,還是沒發現),是以這裡我就不介紹了。此外,該記者原本還想用視訊記錄下這一奇景,但由于海面翻湧,畫面難以捕捉,是以作罷。

實際上海市蜃樓的種類有三種,分别是:上現、下現和側現海市蜃樓,但不論是哪一種海市蜃樓,它們涉及的核心原理都是相同的,也就是光的折射以及全反射。

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是以先讓我們來了解一下什麼是折射和全反射吧

簡單來講,所謂折射,指的就是光線從一種媒體進入另一種媒體後,兩段傳播路徑不再平行重合,而是像折斷了一樣。一個最尋常的例子,當我們把筆插入一個裝有水的杯子裡,會發現原本筆直的筆,好似斷了一般。

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上述言論是對折射做的一個簡單的描述,但定性來講,我們有這樣一個結論:當光線從一個折射率偏小的媒體射入另一個折射率偏大的媒體中時,入射角将會大于折射角。

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但這裡還會出現一個極端的情況,就是當入射角達到一個臨界值時,折射現象将不再出現,反而會形成一種類似鏡面反射的全反射現象(仍舊看上面的動圖),注意:此現象僅出現在光線從折射率高的媒體射向折射率低的媒體時才會發生(換句話說,也就是當光線從水中射向空氣時,在入射角滿足一定角度後,就會産生全反射)

現在我們就能分析海市蜃樓的形成過程了

就以本次在深圳大鵬灣看到的海市蜃樓為例子,因為發生地位于海面,是以其過程就如下圖所示(注意,這個圖裡的實物是一座城堡,但并不妨礙我們分析):

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首先我們需要确定不同高度的氣溫如何,目前處于夏季,按照我們正常的思路來講,氣溫應該是越靠近地表越熱(就如地表溫度和氣溫的差別一樣),但這個結論隻是正對部分陸地而已,由于事發地位于海面,而我們知道海水的溫度波動是比較慢的,在加上海水表面蒸發會帶走熱量,是以相比于海面上空一定高度以内的氣溫而言,海面附近是比較冷。

而溫度較低時,空氣的折射率就會高一些,是以總的來講,由下而上,空氣折射率在逐漸地降低。

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上面最關鍵的點講完了,還剩一個次要點,那就是海市蜃樓的原景在哪,因為這決定了你會看到什麼的景物,根據本次事例,原景就是海域裡的坪洲島以及附近的物體,不過在剛才的那副圖上,我們用城堡去代替一下。

由于地球表面存在曲率,也就意味着一個人站立時,他能夠看到的範圍是有限的,如果沒有海市蜃樓,那麼這座城堡他是看不見的。但此時由于天氣條件比較适宜,于是當這座城堡發出的光線在朝着斜上方發出時,由于路徑上的折射率在不斷地變小,因而整體來看,光線就彎曲了,向外凸出,最後在最高點的位置,達到了全反射的要求,直接改變了方向,朝着斜下方而來,最終進入人類的眼睛裡。

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而這時,對于我們自己來講,因為眼睛的朝向是遠處海面以上範圍,雖然實際上的城堡位置更加靠後而且偏下,但我們依舊會認為在海面以上看到了城堡,換成本次事件的物體,那就是我們在遠處海面上看到了魚形的坪洲島部分景象。

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實際上上述的情況就屬于上現海市蜃樓,而一般沙漠上出現的海市蜃樓都屬于下現的,至于側現海市蜃樓,它的起因也是溫度差異(也可以說是大氣密度差異),隻不過這個差異展現在水準方向,而不是像前兩種展現在高度方向上。

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是以海市蜃樓就是一種已經得到合了解釋的自然現象(與什麼平行宇宙等說法無任何關系),并且它的原景都是存在于地球上的物體。

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此外,像山東蓬萊、廣東惠來等地出現海市蜃樓的次數是比較多的,也比較出名。

#海市蜃樓#

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