10月12日,在近几十年来最强的超级台风“海贝思”(Hagibis)登陆前,日本京都等部分地区上空出现了壮观的景象:整个天空被染成了鲜艳的粉紫色,在浓云密布的映衬下,诡谲的画面宛若动画场景中的“魔界”。事实上,此次在日本出现的“紫色天空”现象一个月前也曾在美国出现过。9月,在飓风多利安(Dorian)侵袭后,美国佛罗里达州的上空也呈现出浓烈的紫色,人们纷纷在社交媒体上对这一奇特的现象表示惊叹。
尽管海贝思等台风到来时将天空染成紫色,这一奇景并不一定意味着灾害的降临。紫色天空的出现自然不是所谓的“魔界降临”,我们可以运用光学原理对这一现象进行科学解释。晴朗天空的蓝色,与一种叫“瑞利散射”的现象息息相关。一百多年前,英国物理学家瑞利在研究中发现,当光散射到尺寸远小于波长的微粒上时,波长越长,散射光的强度越弱。紫光的散射能力最强,红光则最弱。既然如此,为什么晴朗天空没有呈现出紫色呢?
这与人眼的结构有关。经过长期的生物进化,人眼对于太阳光能量最为集中的波段最为敏感,对可见光中能量较低的紫光的敏感度排在最后。最终,太阳光的瑞利散射与人眼的敏感程度两大因素,决定了我们平时看到的澄澈天空是蓝色的。台风来临后天空为何是紫色的?理解了晴朗天空的蓝色与日出日落的红色的原因后,台风到来后的紫色天空又该如何解释呢?
英国气象学家、BBC天气节目主持人萨拉·基斯-卢卡斯(Sarah Keith-Lucas)给出了不一样的答案。紫色天空的天象一般在落日时分出现,而除了太阳光散射外,夕阳的颜色还会受到灰尘、水滴、云层等因素影响。台风带来丰沛的水汽,透射而过的红光照亮云层底部,叠加在深蓝色天空上,最终呈现出紫色。火山爆发导致的紫色天空现象台风带来紫色天空的原因也许没有定论,但在其他情景下出现的类似现象可以作为参考。
今年6月,俄罗斯雷科克(Raikoke)火山爆发,产生的火山灰和硫磺气体喷射到大气层中,在一些国家也造成了紫色天空的现象。紫色天空的成因需要根据当地具体的大气状况进行分析,背后隐藏着复杂的物理光学原理。阴晴无常、变幻莫测的大气现象,蕴含着无穷的奥秘,等待着我们去发现——只不过,这些奥秘和魔界降临没什么关系。