利克天文台和加州大学圣克鲁兹分校的杰里·纳尔逊提供了关于神秘“绿光”的以下信息
“绿光确实存在。它发生在太阳升起或落下时。它是空气对光线色散的结果。来自太阳的光线会被地球大气层弯曲(折射);波长越短,弯曲的程度越大。因此,蓝光的弯曲程度大于绿光,绿光的弯曲程度大于黄光,黄光的弯曲程度大于红光。此外,随着太阳接近地平线,弯曲的程度也会增加。
“当视太阳(即我们在天空中看到的太阳)刚刚开始落下时,实际的太阳(如果没有大气折射,我们看到的太阳)已经完全落下。日落时由于折射引起的弯曲大约为0.5度——大致与太阳盘的角直径相同。我们可以想象太阳在光谱中各种颜色的图像,每种颜色都因折射而略有不同程度的偏转。在地平线上,蓝色视太阳最高,红色视太阳最低。即使在地平线上,这种颜色偏移也相当小,但它是理解绿光的关键。”
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“还要注意,大气散射蓝光的效果远比散射红光的效果好。(这就是天空呈现蓝色的原因。)当太阳落下时,它的光线会穿过大量的空气。因此,蓝色太阳的光线被强烈散射和衰减。然而,绿色太阳因散射而减少的程度较小。”
“在傍晚,红色的太阳首先落下,因此当红色的太阳落下后,绿色的太阳——或者至少是一小片——仍然在地平线上方。因此,在日落的最后时刻,我们可以看到太阳上边缘的绿色图像:绿光。如果不是因为大气的散射,我们可能会看到蓝光。在空气非常清澈的地方,有时可以看到绿松石色的闪光。”
“当日落真正发生在海平面上时,所有这些都会更清晰地发生,因此在晴朗的天空下,海洋上的日落提供了捕捉绿光的最佳机会。在赤道附近,日落发生得比在高纬度地区更快,因此绿光在热带地区是一种较短的现象。有时通过双筒望远镜更容易看到绿光,但不要盯着落日。等到日落结束前几秒钟再用双筒望远镜观看。”
“绿光非常美丽,值得花时间在日落(或日出)时找到一个合适晴朗的一天来观看。”
马萨诸塞州威廉斯镇威廉姆斯学院的天文学菲尔德纪念教授杰伊·M·帕萨乔夫在上述解释中添加了一些细节
“当您拥有完美的地平线视野时,在日出和日落时都可以看到绿光;当您在海面上观看时,通常最好看到它。大气折射会展开太阳的图像,红色在底部,蓝色在顶部。想象一下颜色为 ROY G BIV(红橙黄绿蓝靛紫)的一组重叠的圆盘。”
“当太阳在地平线上方较低时,由于强烈的瑞利散射,蓝靛紫色不会穿过大气层。此外,当太阳较低时,橙色和黄色会被水蒸气吸收。因此,我们在红色图像上方得到了绿色图像,两者大部分重叠。当红色图像完全落下时,绿色图像的顶部是可见的,但只是短暂的——大约一秒钟左右。绿光的短暂性是它如此罕见的原因之一。”
“杰伊·M·帕萨乔夫和唐纳德·H·门泽尔所著的《星空和行星实地指南》(彼得森实地指南系列,霍顿·米夫林,第二版,1992)第 54 页中有一张绿光的照片,第 422 页有对这种现象的解释。”
(我们还提请感兴趣的读者注意 D. J. K. 奥康奈尔在《大众科学》1960 年 1 月刊第 112-122 页发表的《绿光》一文。)
圣地亚哥州立大学的安德鲁·T·杨补充道
“我想纠正一下杰伊·帕萨乔夫关于绿光评论中的一个小错误。日落中的橙色光线实际上并没有被水蒸气大量吸收;臭氧是光谱中该部分的主要吸收剂。”
“也可能值得指出的是,为什么海面地平线有利于绿光的可见性。大多数绿光——当然,所有肉眼可见的绿光——都与海市蜃楼或类似海市蜃楼的现象有关。根据大气光学的一个古老定理,倒置的图像只能出现在天文地平线下方的天空中。因此,要看到绿光,您需要一个尽可能低于视平线的视地平线;大海很好地满足了这一点。”
“我的日落网站上有一些不错的绿光图像;在威尔逊山网站上也有其他图像。”