关于“海市蜃楼” 你懂多少

　　海市蜃楼 - 简介

　　海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象。它也简称蜃景 ，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。

　　相对于幻觉，海市蜃楼是一种真实的光学现象，由于观测到的位置是由实际光线折射形成的虚像，它可以用照相机来捕捉影像。然而，会出现什么样的影像全由人类心灵解释的能力来确定。例如，在地面的上蜃景非常容易被误认为来自一小片水洼的反射。

　　海市蜃楼 - 形成条件

　　蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。

　　就拿下蜃的形成来说。夏季沙漠中烈日当头，沙土被晒得灼热，因沙土的比热小，温度上升极快，沙土附近的下层空气温度上升得很高，而上层空气的温度仍然很低，这样就形成了气温的反常分布，由于热胀冷缩，接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大，这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射，这时，人要是逆着反射光线看去，就会看到下蜃。

　　柏油马路因路面颜色深，夏天在灼热阳光下吸收能力强，同样会在路面上空形成上层的空气冷、密度大，而下层空气热、密度小的分布特征，所以也会形成下蜃。

　　发生在沙漠里的“海市蜃楼”，就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里，白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差，在无风时，沙漠上空的垂直气温差异非常显著，下热上冷，上层空气密度高，下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的速度发生了改变，经过光的折射，便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上，有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。

　　海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。海市蜃楼简称蜃景，根据物理学原理，海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同，对光线折射而产生的。

　　海市蜃楼 - 成因

　　冷空气的密度比暖空气大，因此有较大的折射率。当光线由冷空气进入有着明确边界的暖空气，光线会弯曲偏离温度梯度的方向;当光线由暖空气进入冷空气，它们会偏向接近梯度的方向。如果接近地面的空气比更上面的温暖，光线会弯曲成朝上呈现凹线的轨迹。

　　一旦光线抵达观测者的眼睛，视觉皮层将解释成它是沿着“视线”笔直的前进，然而这条线只是它抵达人眼处弧线的切线方向。结果是天空上的下蜃景似乎是在地面上。观测者可能会错误的解释这些景象是水反射至空中的，对大脑而言，这是较为合理和常发生的。

　　在地面的空气比上层微冷的状况，光线会被偏折朝下，产生“上蜃景”。

　　“宁静”状态的地球大气层垂直梯度大约是高度每升高100米，温度变化-1℃(数值是负的是因为温度随高度增加而降低)。发生蜃景的温度梯度必须比这个大许多。依据M.Minnaert理论，这个温度梯度的量级至少是每米2℃，而要达到每米4℃或5℃才会出现明显的蜃景。这些条件常出现在被强力加热的地面，例如，当太阳一直照耀着砂或沥青，通常就会生成下蜃景的景象。

　　海市蜃楼 - 上蜃景

　　上蜃景，名称来自于意大利的MorganleFay，神话中与亚瑟王是异母姊妹的仙女。他会更替的出现被压缩或伸展、倒置和抬升的影像。上蜃景也是一种快速变化的蜃景。

　　上蜃景几乎可以在任何区域中观察到，但是最常见的是在极地，特别是有着一致低温的大片冰层。在极地的上蜃景现象都在相对较冷的天气被观察到，然而在沙漠、海洋、和湖泊，可以在热天观察到。要生成上蜃景，逆温层须要对光线造成强大的偏折，在逆温层内的偏折必须大于地球表面的曲率。

　　在这样的条件下，光线被偏折并且成为弧形。一为观测者的位置必须在其中或低于大气波导之下才能看见上蜃景。

　　从海平面到高山顶，甚至在飞机上，在大气层的任何高度都可以看见上蜃景。

　　海市蜃楼 - 下蜃景

　　之所以称为“下”是因为看见的影像是在实际物体下方的缘故。真实的物体是蓝天或在这一方向的远方物体，意思是说我们看见的物体实际上是在远方地面被蓝色补缀的。对在沙漠中筋疲力竭的旅行者，它看起来像是湖水;在柏油路的道路上，它看似满溢的水或甚致是油。这被称为“沙漠蜃景”或“高速路蜃景”。在阳光的曝晒下砂和柏油都会变得很热，很容易就会比上方1米的空气热上10℃，而足以形成蜃景。

　　来自远方特定距离物体的光线全都穿越几乎相同的空气层，并且全部都有相同的偏折量。因此来自物体顶端的光现将比那些来自底部的光线更低，所以这些蜃景经常是倒立的，天空增强了影像的错觉，使得远方物体的影象很像经过扰动的水或油坑表面作用的镜像。

　　下蜃景的影象是不稳定的。热空气上升和冷空气(因为密度较高)下降，因此空气层会混合，引起上升的湍流，图象会因此而被扭曲。它也可能会振动、垂直扩展(高耸)或横向扩展(水平变宽)。如果有几层不同的温度层，可能会混核好几个蜃景，导致双(重叠)的影像。在任何情况下，蜃景的高度通常不会超过伴度(等同于月球或太阳的视直径)，并且与实物相距只有几公里。

　　海市蜃楼 - 天体的海市蜃楼

　　天体的海市蜃楼是在自然界发生的一些光学现象，光线被天体偏折而产生扭曲或多重影像。蜃景可能在这些天体上被观测到，像是太阳、月球、行星、明亮的恒星和非常亮的彗星。最常被观测到的是日出和日落蜃景。

　　海市蜃楼 - 史书记载

　　《史记·封禅书》：“自威、宣、燕昭，使人入海求蓬莱、方丈、瀛洲。此三神山者，其传在勃海中，去人不远，患且至，则船风引而去。盖尝有至者，诸仙人及不死之药在焉，其物禽兽尽白，而黄金白银为宫阙。未至，望之如云;及到，三神山反居水下;临之，风辄引去，终莫能至。”

　　宋朝沈括在《梦溪笔谈》中这样写道：“登州海中，时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之‘海市’。或曰‘蛟蜃之气所为’，疑不然也。欧阳文忠曾出使河朔，过高唐县，驿舍中夜有鬼神自空中过，车马人畜之声一一可辨，其说甚详，此不具纪。问本处父老，云：‘二十年前尝昼过县，亦历历见人物。’土人亦谓之‘海市’，与登州所见大略相类也。”

　　明朝陆容《菽园杂记》：“蜃气楼台之说，出天官书，其来远矣。或以蜃为大蛤，月令所谓雉入大海为蜃是也。或以为蛇所化。海中此物固多有之。然海滨之地，未尝见有楼台之状。惟登州海市，世传道之，疑以为蜃气所致。苏长公海市诗序谓其尝出于春夏，岁晚不复见，公祷于海神之庙，明日见焉。是又以为可祷，则非蜃气矣。”

　　天启四年(1624)五月二十一日，袁可立在登州公署中看到了海市蜃楼：“睢阳袁可立为抚军，时饮楼上。忽艨艟数十扬帆来，各立介士，甲光耀目，朱旗蔽天，相顾错愕。急罢酒料理城守，而船将抵岸，忽然不见，乃知是海市。”。诗兴大发，在蓬莱阁上留下名篇《观海市诗》。

　　清刘献廷《广阳杂记》：“莱阳董樵云：登州海市，不止幻楼台殿阁之形，一日见战舰百余，旌仗森然，且有金鼓声。顷之，脱入水。又云，崇祯三年，樵赴登州，知府肖鱼小试，适门吏报海市。盖其俗，遇海市必击鼓报官也。肖率诸童子往观，见北门外长山忽穴其中，如城门然。水自内出，顷之上沸，断山为二。自辰至午始复故。又云，涉海者云，尝从海中望岸上，亦有楼观人物，如岸上所见者。”

　　康熙十一年(1672年)四月蒲松龄与唐梦赉、高珩、张绂、等8人东游崂山恰好见到海市。蒲松龄受到启发，写了《崂山道士》和《香玉》。唐梦赉在《志壑堂文集?杂记》中记载：“壬子夏，游崂山，见海市。时同行者八人。初宿修真观，历上清、下清庵，登八仙墩，水尽山穷，连天一碧。再宿青石涧，观日出。回至番辕岭，微雨初晴，东望海际，一城在白云中，堞数十仞，炮台敌楼，历历可数。俄见一人青衣出，路南行，后一人肩挑雨具从之，向西望，若凝眸。吾辈诸同人方惊疑，云去时未见此城，且迁海以后宁复存此岛乎?询之土人从同行者，乃曰：‘此海市也，是为沧洲岛。’一食顷，而埤堄渐低，青山露髻文，移时城山尽出，恍如梦寐矣。”

　　海市蜃楼 - 文化记载

　　苏轼 的《海市诗》：“东方云海空复空，群仙出没空明中，摇荡浮世生万象，岂有贝阙藏珠宫?心知所见皆幻影，敢以耳目烦神工。岁寒水冷天地闭，为我起蛰鞭鱼龙。”

　　南宋遗民人林景熙的《蜃说》，全文一百多字，是描写海市蜃楼很好的一篇散文。

　　清代施闰章有《观海市诗》

　　蒲松龄《山市》：奂山山市“高垣睥睨，连亘六七里，居然城郭矣”(《聊斋志异》卷十四)也是一篇海市蜃楼的记载。

　　海市蜃楼 - 出现记录

　　国外近代海市蜃楼

　　1853年，英国传教士 艾约瑟向中国浙江 张福僖系统介绍了西方光学知识，详细地描述了海市蜃楼，并用光学原理分析其成因。1876年，英国传教士金楷理也向江苏省赵元益介绍了海市蜃楼的成因。

　　1815年6月18日早晨，英国、普鲁士联军与拿破仑的军队在滑铁卢进行战役。距此105千米远的比利时小城镇市民竟看到天空中战马奔驰、大炮无声地发射、密集的队伍冲杀的奇异幻景。

　　1920年夏，美国新墨西哥州巴格达车站居民看到天空中有一个干枯的湖，湖周散落着城镇，街道上的招牌和行人的衣着款式都清晰可辨。这却是远离该地800千米之遥的圣约瑟小城的实景。

　　秦皇岛海市蜃楼

　　2004年曾有摄影爱好者偶然拍到秦皇岛出现类似海市蜃楼的图片，但由于气象专家对数码影像处理技术的怀疑，并未对当时的记录予以完全肯定。在上世纪60年代，秦皇岛也曾有过出现海市蜃楼的记录，但由于当时技术条件落后，并没有留下影像记录。

　　威海海市蜃楼

　　2005年11月16日上午11时许，在刘公岛东南方向，碧波荡漾的海面上，一座绵延数公里的“山峰”清晰可见，如同平日里雾气笼罩的刘公岛。当天下午4时许，这一绵延的山峰还未完全消退。

　　广州市海市蜃楼

　　2011年5月10日早上，广州塔现“空中皇冠”奇景，专家称是海市蜃楼 。

　　珠海海市蜃楼

　　2013年4月30日早上，在九洲港的海面上疑现“海市蜃楼”，海面上漂浮着“塔吊”，非常清晰 。

　　当天下午近6时的时候，东边的海上“多”出了一座群山，群山上半部分非常清晰，而下半部分就是浩瀚飘渺的云雾连接着海水。群山渐渐模糊，逐渐被隐去，与天色融为一体，直至完全消失。整个过程大约持续了20多分钟 。

　　海市蜃楼 - 与海滋的区别

　　海市蜃楼和海滋都是一种光学现象。春夏、夏秋之间，万里无云，海水与水面的空气层易出现较大温差，水面的气层与空中的气层密度便发生较大差异，光线通过密度不同的气层便会发生折射或全反射，就形成了海市蜃楼和海滋的奇观。

　　据专家介绍，海市蜃楼与海滋的区别在于一远一近，一虚一实。在沙漠上空或东海海面上空出现万里以外的城市的景色，就是海市蜃楼;而在海岛上面重现本岛之景，则是海滋。海市蜃楼奇景多但稍纵即逝，海滋景观存在时间则较长。