快看！天上有“3個(gè)太陽”

李和昌

最近，一段可以看到3個(gè)太陽同時(shí)出現(xiàn)在空中的視頻刷爆了朋友圈。這段視頻拍于2016年1月14日下午2點(diǎn)30分，地點(diǎn)是遼寧省營口市。在我國古代的神話傳說中就描寫過天空出現(xiàn)10個(gè)太陽的情形，因?yàn)閷?shí)在太熱了，于是后羿用神箭射落了其中的9個(gè)，只留下了1個(gè)太陽來照耀大地。現(xiàn)在出現(xiàn)3個(gè)太陽，難道說當(dāng)年后羿偷懶了？

天上到底有幾個(gè)太陽？

想要了解這一奇特的天氣現(xiàn)象，讓我們先穿越到465年前的1551年，神圣羅馬帝國皇帝查理五世命部下毛利斯率軍攻打馬格德堡，結(jié)果遭遇拼死抵抗。隨著時(shí)間推移，城內(nèi)物資逐漸耗盡，眼看馬格德堡不攻自破。但是誰也不會(huì)想到，一次壯觀而奇異的天氣現(xiàn)象突如其來，改變了馬格德堡人的命運(yùn)。

經(jīng)過連日的廝殺，營地里人困馬乏。一天下午，戰(zhàn)場的上空，突然冒出來3個(gè)太陽和3條明亮的光環(huán)，馬格德堡的士兵們以為是大禍臨頭的兇兆，立刻丟掉兵器，跪在地上悲觀絕望地等待城池被敵人攻破的那一刻到來。奇怪的事情發(fā)生了：只見城外，毛利斯及其部下官兵也是驚慌失措、滿營騷動(dòng)，沒過多久竟然走得一干二凈。原來毛利斯也被天上同時(shí)出現(xiàn)的3個(gè)太陽給唬住了，趕緊逃之夭夭。

這次把他們嚇跑的天文景象，其實(shí)不過是一種大氣上層冰晶體所形成的虛幻日光、日暈和弧光而已，名為“幻日”。古書上所記載的“多日并出”“三日貫天”正是這一天氣現(xiàn)象。因其相當(dāng)罕見并且神秘莫測，幻日常被有心之人拿來說事。比如“玫瑰戰(zhàn)爭”時(shí)期，愛德華在莫提梅路口戰(zhàn)役中用清晨的3個(gè)太陽來激勵(lì)戰(zhàn)士，宣布這代表他和他的兩個(gè)兄弟——喬治和理查，于是軍心大振，一舉挫敗了威爾士的軍隊(duì)。我國歷史上著名的“陳橋兵變”也借過幻日這一天象之力。公元960年（顯德七年正月初一），正在朝賀新年的周恭帝突然接到遼和北漢聯(lián)兵入侵的戰(zhàn)報(bào)，于是派節(jié)度使趙匡胤前往迎敵，早有預(yù)謀發(fā)動(dòng)兵變奪權(quán)的趙匡胤意識(shí)到機(jī)會(huì)來臨。第二天下午他率領(lǐng)軍隊(duì)開到距離開封幾十里的陳橋驛，有一個(gè)自稱通曉天文的軍校苗訓(xùn)指著西面大喊“天邊有兩個(gè)太陽正在搏斗，一日克一日，這是天命”。消息很快傳遍軍中，在將士們 “苦苦相逼”之下，趙匡胤也就“順應(yīng)天意”打回京城，做上了皇帝，創(chuàng)立了北宋。

為什么會(huì)出現(xiàn)好幾個(gè)？

幻日出現(xiàn)的條件在于高空中半透明薄云里面，有飄浮在空中的冰晶體，有時(shí)會(huì)整齊地垂直排列在空中。當(dāng)太陽光射在這些冰晶體上時(shí)就發(fā)生了非常規(guī)律的折射現(xiàn)象。像雪花一樣，這些冰晶形狀為六角形，有一個(gè)很美的名字叫做“鉆石塵”，根據(jù)其厚度不同可分為兩種：薄片或柱體。當(dāng)冰晶很小的時(shí)候，直徑只有十幾微米，它們在空中做無規(guī)律的布朗運(yùn)動(dòng)，十分混亂自由，不會(huì)發(fā)生方向統(tǒng)一的排列。但如果長到一定體積，就出現(xiàn)上下六角形底面呈水平而六個(gè)側(cè)面呈垂直的取向，這是氣動(dòng)力學(xué)使然。由于透明的晶體仿佛一個(gè)個(gè)棱鏡，擋在太陽與我們眼睛之間，它們會(huì)帶來一系列美妙的光學(xué)效果。

冰晶的相鄰側(cè)面之間成120°角，而側(cè)面和底面之間成90°角，所以穿過冰晶只經(jīng)過折射的光線將可能發(fā)生兩種偏折：如果從一個(gè)側(cè)面進(jìn)，另一個(gè)側(cè)面出，與原先的前進(jìn)方向相比，曲折的角度等于或大于22°；如果從側(cè)面進(jìn)底面出，或者進(jìn)出次序相反，曲折的角度就將等于或大于46°。事實(shí)上，光線在冰晶內(nèi)傳播的路線比上述復(fù)雜，除了折射，它還會(huì)在各個(gè)面上發(fā)生反射，有時(shí)多達(dá)三四次。

晴天里，如氣候較寒冷，大量晶瑩剔透、細(xì)小雜亂的“鉆石塵”懸浮于空中，就會(huì)出現(xiàn)22°暈，即太陽周圍有一圈明亮的光環(huán)，環(huán)以內(nèi)天空的顏色比較黯淡，而環(huán)以外則比較明亮，這是因?yàn)樵S多光線都被曲折至超過22°所致。而46°暈的形成比較困難，結(jié)合動(dòng)力學(xué)與光學(xué)的一項(xiàng)分析表明，它只能在冰晶是六角形柱體，并且直徑約15～25微米范圍內(nèi)這樣苛刻的條件下得到，薄片冰、直徑不在此范圍的柱狀冰以及長得太快的柱狀冰都無法勝任。因此，在一年之中全世界各地能見到22°暈幾百次，而46°暈只有寥寥幾次。其他如90°暈、120°暈各有其形成原因，但出現(xiàn)機(jī)會(huì)更是微乎其微。像馬格德堡人那樣能看見3條明亮的光環(huán)，大概是好幾個(gè)角度的暈同時(shí)現(xiàn)身的奇觀，實(shí)在是幸運(yùn)無比了。

小知識(shí)：其他罕見天文現(xiàn)象

佛光

也稱“峨眉寶光”。佛家認(rèn)為，只有與佛有緣的人，才能看到佛光，因?yàn)榉鸸馐菑姆鸬拿加铋g放射出的救世之光、吉祥之光，是“佛祖顯靈”。其實(shí)自然界的佛光是一種光的自然現(xiàn)象，當(dāng)陽光照在云霧表面，經(jīng)過衍射和漫反射作用，陽光將人影投射到云彩上，云彩中細(xì)小冰晶與水滴形成獨(dú)特的圓圈形彩虹，一般都為4圈，因最外層的第4個(gè)光環(huán)圈光強(qiáng)過弱，通常情況下即使出現(xiàn)，人眼亦難于分辨。

綠光

因儒勒·凡爾納寫的小說《綠光》而被世人追捧，是一種非常罕見的天文現(xiàn)象，常在日落時(shí)發(fā)生。太陽光是由7種光波不同的單色光組成，像地球一樣組成曲面的大氣層，仿佛是一個(gè)一段向上的氣體透鏡，當(dāng)太陽穿過時(shí)，這層大氣使白色光折射而發(fā)生色散。當(dāng)太陽靠近地平線時(shí)，陽光幾乎呈水平方向穿過大氣層，這種折射引起的色散最明顯，夕陽落下時(shí)，紅光最先落下地平線下，隨后消失的是橙光和黃光，盡管此時(shí)地平線上還留有綠、青、藍(lán)、紫四色，但青、藍(lán)、紫光波波長較短，在大氣層塵埃的強(qiáng)烈散射作用下，變得很弱，人的肉眼幾乎看不到，只有比較強(qiáng)的綠光能到達(dá)人的肉眼，所以看到的陽光是綠色的。“綠光”現(xiàn)象一般只延續(xù)一兩秒鐘。但是在特殊情形下，這個(gè)延續(xù)時(shí)間可以顯著地加長。譬如說，有人曾看到過5分鐘以上的“綠光”。太陽并不是唯一能夠發(fā)“綠光”的天體，有人發(fā)現(xiàn)金星在落下時(shí)也會(huì)發(fā)出“綠光”。

日承

又稱日載或環(huán)地平弧，由于出現(xiàn)概率非常低，迄今較少被拍攝到。日承號(hào)稱為所有暈像中最美麗者，其顏色順序自上而下分別為：紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色、靛藍(lán)、藍(lán)紫色。日承現(xiàn)象的形成原理與環(huán)天頂弧相似，均為太陽光照射高層大氣中冰晶折射所產(chǎn)生。不同的是，日承現(xiàn)象的入射光從冰晶的上面進(jìn)入，因此折射出來的顏色順序與環(huán)天頂弧相反。日承必須在太陽距離地平線至少58°時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，但在中緯度地區(qū)，太陽僅在六月和七月初才能到達(dá)這一高度，且僅限于日中前后數(shù)小時(shí)內(nèi)。由于形成條件非常苛刻，且十分罕見，所以人們拍攝的機(jī)會(huì)十分難得。