第二章氣象迷宮6
夜光雲的成因之謎
有人認為它們是火山噴發物或成群結隊的大氣塵埃，因為隻有它們才有可能飛那麼高。而美國海軍研究實驗室的科學家邁克爾·史蒂文斯則認為，夜光雲可能跟航天飛機發動機噴出的火箭煙塵有關。
目前最主流的理論認為，夜光雲是由極細的冰晶所構成。認為，構成夜光雲的冰晶直徑一般為50納米，陽光反射在這些微粒上，使其隻有當天空其餘部分暗下來的黎明或黃昏時分，才能被看見。這種效果就好像在太陽部分落下後看一架在高空中飛行的飛機反射陽光一樣……
現在一般認為，要形成夜光雲一般都需要有三個條件：低溫、水蒸氣和塵埃，這樣水蒸氣才能凝結成極小的冰晶。近年來，夜光雲已經蔓延到緯度40度附近也能看到，而且出現的次數越來越多，也越來越亮。這引起科學家們的強烈關注，人們擔心這是地球大氣變化的前兆。
據觀察，南北兩個半球的夜光雲之間存在著很大的不同。北半球上空的夜光雲看上去比南半球上空的要明亮一點，出現的緯度也更低。在北半球，從5月15日至8月20日經常有夜光雲，其中最頻繁的是7月初。美國科羅拉多大學的科拉·蘭德爾表示，越來越多的溫室效應氣體，比如二氧化碳，使低海拔地區的氣候變暖，使高海拔地區的氣溫下降，進而為高空中夜光雲形成創造了條件。
另外，高含量的溫室效應氣體，實際上會導致在高空形成更多的水蒸氣。蘭德爾說，低溫和更多水蒸氣的存在，是導致多數夜光雲更為頻繁現身的原因。這說明地球大氣在變化。
否揭開夜光雲神秘麵紗
2007年4月25日，NASA發射了“中層大氣高空冰探測”衛星，試圖去探究潛伏在地球高緯度地區上空的神秘夜光雲。
這是人類第一次專門研究夜光雲的太空行動。“中層大氣高空冰探測”衛星，最終將進入了地球上空大約600千米處的一條極軌道上。衛星上裝備了3套科學儀器，將在接下來的兩年時間裏，專門對地球兩極的神秘夜光雲展開觀測，以解釋夜光雲是如何形成的，為什麼近年出現的頻率增加，什麼原因使其出現緯度在降低，以及它們的出現是否與氣候變化有關等。
我們等待著“中層大氣高空冰探測”衛星的最終探測結果，以揭開夜光雲的秘密。
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美國國家航空航天局原定於當地時間2009年9月15日晚19時30分至19時57分之間，從弗吉尼亞州的瓦勒普斯發射中心發射一枚火箭，嚐試在地球大氣層的最外層進行“人造夜光雲實驗”。但介於糟糕的天氣，這次發射至今為止還沒有確切消息何時會再次進行發射。
美麗的彩虹之謎
彩虹的研究曆史
在夏秋季節裏，一陣大雨過後，天空中常常出現一條瑰麗多彩的長虹，它像一座燦爛的半拱形彩橋，飛架在天邊的地平線上方，形成天空中的瑰麗幻景，引人入勝。
在古代，由於人們還不懂得虹的形成原因，便出現了許多神話傳說；有的說，“虹是天上的神仙架在天河上的渡橋”；有的說，“虹是老天爺的神棒、馬鞭”；阿拉伯人說，“虹是光明神古沙赫休息時放在雲端上的弓”；還有的說，“虹是歡樂女神的笑容”、“是月宮裏的嫦娥揮舞的長袖”等。
1624年意大利學者多明尼斯主教，用自然科學的原理解釋了虹的形成原因。但由於當時社會的落後和愚昧，竟把多明尼斯主教趕出了教會，判處了死刑，並把他的著作和屍體一起焚燒掉。
後來法國科學家笛卡兒在水池旁邊，看到了水池上麵含有大量水滴的空中人造虹，他便用裝有水的玻璃球進行了實驗，並在1637年發表了關於虹的形成原因的文章。
他在文章中說：“虹是由於太陽光射入空中的水滴內發生反射和折射的結果。”但他還不清楚虹的顏色是怎樣形成的。直至17世紀60年代，牛頓發現太陽光通過三棱鏡的色散現象後，虹的秘密才被揭開了。
什麼是虹
虹是一種自然的天氣現象。在盛夏和初秋季節裏，下雨前後，當空氣裏還飄浮著許多小水滴時，在太陽光照射到這些小水滴上，由於發生折射作用，就改變了太陽光線原來的方向，並將由七種顏色合成的白色太陽光線散射開來，使之重新成為七種顏色；再經過地麵的反射作用，於是，在太陽的對麵，就形成了從外向內、排列順序為赤、橙、黃、綠、青、藍、紫的美麗鮮豔的光弧，這就是虹。
虹的顏色和寬度都與水滴大小有關，空中的水滴越大，虹的顏色越鮮豔，虹帶越寬；水滴越小，虹的顏色越昏淡，虹帶越窄。
“東虹日頭西虹雨”
虹的出現，和當地的未來天氣變化有著密切關係，我國勞動人民總結的“東虹日頭西虹雨”的天氣諺語，是符合科學道理的。我們居住的溫帶地區，高空的氣流是有規律地自西向東移動的，所以，未來的陰晴風雨的天氣變化，是和西方氣流的性質有著密切關係的。
“東虹日頭”的意思，是說傍晚東方出現虹時，預示第二天是晴天，因為東虹表明東方空氣中的水滴雖多，濕度很大，但雨區將繼續向東發展，不會經過本地區，所以當地不會下雨。而相對應的西方的幹燥空氣，將向本地移來，因此當地的第二天將是晴天。
“西虹雨”的意思，是指早晨在西方出現了虹，不久將出現陰雨天氣。因為西方空中含有大量的水滴，這些水滴將向東發展，移到本區來。再加上本地隨著太陽的升高，蒸發加劇，低空的水汽不斷上升到高空，與高空的水滴相遇，使高空中的水滴不斷擴大增多，所以，容易造成陰雨天氣。
“蜘蛛掛網久雨必晴”
在我國許多地方。如見蜘蛛張網，陰雨天氣將會轉晴。如見蜘蛛收網，天氣將轉為陰雨。
蜘蛛能預測天氣，主要是因蜘蛛對空氣中濕度變化反應相當靈敏，在蜘蛛尾部有許多小吐絲器，吐絲器部分既粘又涼，當陰雨天氣來臨時，由於空氣中濕度大，水汽多，水汽易在蜘蛛吐絲器部分凝結成小水珠，這樣蜘蛛吐絲時感到困難，便停止放絲而收網。相反，當空氣中濕度變小天氣轉好時，蜘蛛吐絲順利，便張網捕蟲了。
另據研究，蜘蛛的腿能感知20至50赫頻率的聲音，當天氣轉晴時昆蟲易活動，飛行時發出的“嗡嗡”聲，蜘蛛蛛很快就會發覺，所以便添絲織網，準備捕捉。這正是民間用“蜘蛛掛網久雨必晴”諺語來觀測天氣晴雨的道理。
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2011年11月27日，57歲的攝影愛好者菲爾·湯普森在澳大利亞維多利亞的貝拉林半島拍攝了一幅令人不可思議的照片，展現海麵反射出雙彩虹的罕見景象。當時，海麵不僅反射彩虹，並且將彩虹“一分為二”，景象令人歎為觀止。
彩虹為何倒掛
英國出現倒掛彩虹
英國蘇塞克斯郡的天空日前出現了一道倒掛的彩虹，遠看就像上帝的迷人微笑。不過，這道顛倒的彩虹原來並非真的彩虹。此現象是在北極和南極以外，難得一見的氣壓異常現象。
專家解釋，一般彩虹的出現，是光線穿透雨點後折射到另一處時所產生的現象。但這朵天空中的“微笑”是日光穿透卷雲或層雲中的數百萬顆細微冰晶粒子時形成。
由於這些冰晶體是扁平的六角形狀，它們導致光線掉轉，形成了倒掛的彩虹。這種現象被稱為“幻日弧光”。專家表示，這種現象是隨著太陽和地平線之間的距離變化而產生，它可能出現在一年內的任何時候，但由於受雲層移動速度的影響，此景經常如曇花一現。
韓國首爾出現倒掛彩虹
2010年3月11日，在韓國首都首爾上空出現一道神奇的彩虹，它的形狀相當特別，是呈現倒過來的彩虹形狀，感覺就像天空在微笑，許多民眾看了都嘖嘖稱奇。
這道雲彩從當地時間早上8時45分開始出現，持續了半個小時左右。倒掛彩虹現象，和普通彩虹出現的原理是不一樣的，倒掛彩虹在天文學上被稱為幻日弧光現象，其樣子看起來是一個倒掛著的彩虹。
人們經常見到的彩虹，是由於雨滴或霧滴對太陽光折射產生的一道七色光譜的弧。而幻日弧光的形成條件是天空晴朗、雲層非常少，同時陽光還得以一定的角度，照射在距離地麵6100米至7625米的雲層中的細小的冰晶上，才能形成折射。此外，雲層中的冰晶表麵一定得是彎曲的，且顆粒比鹽粒還要小。