彩色的日月

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2011年上映的电影版《蓝精灵》让我们重温了快乐纯真的童年时光，也对其中那轮美轮美奂的蓝色月亮充满了期望。每个人都有自己的童话情结，每个人心里或许也都有一轮属于自己的“蓝月亮”，仰望夜空，我们不禁会问蓝色月亮真的存在吗?

Q:蓝色月亮真的存在吗?

A:是的，蓝色月亮确实存在，不过现实却不如童话世界那般梦幻而美好。1950年、1951年瑞典和加拿大分别出现了蓝色月亮，但都是在一场森林大火之后。与其相似，1883年，印尼的喀拉喀托火山爆发后，在当地有将近两年的时间月亮呈现蓝色；1983年，墨西哥的艾尔智琼火山、1980年的圣海伦火山和1991年皮纳图博火山爆发之后，人们也都报告看见了蓝色的月亮。

Q:为什么蓝色月亮会出现在森林大火、火山爆发之后呢？

A:如上期文中提到的，光线穿过大气遇到层层障碍会发生散射，而森林大火、火山爆发后则会产生直径大约1微米左右的尘埃、油粒，它们大量集结在大气层中，将波长相近的红光和黄光散射掉（红光波长约为0.7微米），而剩下波长较短 的蓝光到达地面，这时我们便看到了蓝色的月亮。

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趣谈“蓝月亮”

别误解，这里我们要介绍的“蓝月亮”与上文中的“蓝色的月亮”并不相同。前者作为一个专有名词其实已经出现了几个世纪，最初的意思是“非常罕见的事件”，但其定义后又被赋予了“一个月中的第二次满月”的意义。

在两个满月之间有着29.53天的间隔。一年有365.24天，相当于12.37个太阴月。这多出来的时间（0.37个太阴月）意味着在大约每隔2.7（也就是1/0.37）年会出现1年有13个满月的情况。在2004年7月、2007年6月、2009年12月、2012年8月、2015年7月、2018年1月、2018年3月、2020年10月、2023年8月、2026年5月和2028年12月都会出现“蓝月亮”。1999年出现了两次“蓝月亮”，下一个出现两次“蓝月亮”的年份是2018年。

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Q:会有红色的月亮吗?

A:提到光的散射，大家不禁会想到既然会出现蓝色月亮那会不会有红色的月亮呢?

正如前文所述，虽然森林大火或火山爆发后有时会看到蓝色的月亮，但是通常情况下的烟雾、尘埃中包含着更多直径小于0.8微米的颗粒，这些小直径的颗粒会将蓝色光散射掉，这种情况下看到的月亮也就变成了红色，因此红色的月亮比蓝色的更为常见。

当然，除了森林大火、火山爆发这些特殊情况外，当月球位于地平线附近，也就是刚升起和快落山的时候，也会看到红色月亮。这与夕阳和朝阳是橙红色道理一样——月亮反射的太阳光穿过厚厚的大气层，波长较短的蓝绿光大多被散射掉了，因此呈现红色。

除此之外，在月全食的时候也会看到红色月亮。月全食时，地球挡住了太阳的光辉，只有部分穿透能力较强的红色光能够穿过地球大气层打到月亮上，因此此时也会呈现“红月亮”。

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        月全食时的“红月亮” 国家天文台李陶然摄

Q:有没有蓝色的太阳呢?

A:月亮在特殊的情况下会呈现出红色甚至蓝色，那太阳会不会也变成蓝色呢?

同蓝色月亮道理一样，当大气层中存在大量较大直径的颗粒，如浓烟、尘埃、灰烬时便会散射掉大部分的红光、黄光，此时就会呈现出蓝色的太阳。2013年7月3日下午18时，海口就出现了蓝色的太阳，随后逐渐变为绿色躲进了云层里，绿色太阳的形成原理同蓝色太阳类似，只不过是大气中颗粒物的直径要更大一些，大约在1.1微米左右。据分析，这次太阳由蓝变绿可能是空气污染或者燃烧农业废料的结果。由此可见，蓝色或绿色太阳的出现对颗粒物的大小有着相当严格的要求，必须有大量个头差不多的颗粒物聚集在一起时，才能出现这样的现象。而通常来说，空气中聚集的颗粒物大小各不相同，所以这种情况非常罕见。

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                        正常的太阳（本文作者摄）

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                  海口的蓝色太阳（图片来源网络）

Q:只有在大气受到污染时才会看到蓝色或绿色的太阳吗?

A:这个问题似乎让人感到沮丧，美丽的奇观只有在这些残酷的情况下才能看到吗?

其实绿色的太阳也会在另一种美妙的时刻出现。1978年7月20日，著名的波兰快艇运动员安德瑞•乌尔班奇科带着伙伴们驾着新型纵帆船从美国旧金山起航。途中他们发现红黄色的太阳刚刚没入海洋，边缘突然变成了翠绿色，放射出强烈的绿光，很快就不见了。在此之后运动员们每天在日出日落时都在甲板上守候，坚持的等待，终于清楚地看到五次绿太阳!

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我们知道，太阳光穿过大气层时会被折射，正如三棱镜一样，把太阳光折射为彩虹七色。在日出或日落的一刻，我们最先或最后所看见的应该是波长较短的紫、 蓝、绿光。然而紫光和蓝光极易被大气层散射和吸收，并且这两种颜色不容易与蔚蓝色的天空区分开，所以看不清楚。而当条件适合（空气透明度很高，所含的水汽减少，天空晴朗无云等多项条件同时满足），绿色不与邻近颜色混在一起时，便能被人看到，但这种情况通常只会维持很短暂的时间，所以通常被称为“绿闪”。埃及金字塔内残留的古代壁画上画有发出绿光的太阳，6000多年前人类把这神秘的绿光看成不解之谜。今天我们用光的基本知识来便得到了解释。

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                        “绿闪” 图片来自网络

Q:会出现其他颜色的太阳吗?

A:我们看到的太阳或是月亮的颜色其实是经过厚厚的大气层“着色”的结果，当大气层成分发生变化时，光线经过大气层的层层过滤，便会让太阳、月亮呈现出不同的色彩。

比如，当大气中尘埃等细小颗粒增多时，波长较短的光线被散射削弱得更多，红色光变得更加纯粹，太阳就变得像血一样红。大风过后，天空中笼罩着吹来的黄土尘埃，它们会使太阳光变成黄色。而印度洋唐波拉火山的爆发，使多种化学成份的大量火山灰尘冲上了天空，又把太阳变成绿色。了解了太阳颜色的成因，我们就可以根据日出、日落时太阳的颜色来判断 大气中水滴、微尘的多少，以预测未来天气的好坏。农谚“日出东方红，无雨必有风”以及“日落胭脂红，无雨必有风”等，便是用到了这个原理。

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