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地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

作者:由 第四微度 發表于 易卦日期:2022-01-03

天屬於地球表面嗎

喜歡宇宙知識的朋友應該都知道,不管是從地球地面上看,還是從月球看地球,地球都是藍色的。但奇怪的是,月球上看天空為什麼就是黑色的呢?如果換個地方,把視角轉移到火星上面,從火星地面看天空,又會變成什麼顏色呢?

今天我們就來聊聊,為什麼不同的星球顏色會不一樣,看天空的顏色也會不一樣!

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

藍色的地球

相信學過初中地理的同學都清楚,地球主要由三部分組成,冰川、海洋和陸地。冰川的顏色從古至今都是白色的,陸地的顏色比較多,有沙漠的黃褐色,也有森林的綠色。不過這兩部分所佔的面積,僅為地球表面的1/3,海洋才是地球的主角,佔了2/3的面積。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

所以,從外太空看地球,基本上是海水的顏色。不過海洋的藍色更像是實體色的,如果從太空看地球,會發現地球的外層,還有一層朦朧的藍色面紗,美麗又神秘。導致這種現象的主要原因,是兩種散射效應疊加在一起產生的。

大氣中的散射主要分為兩類:分子散射和丁達爾效應。關於丁達爾效應現象大家都學過,在光傳播的過程中,如果碰到了粒子阻礙,並且粒子波長大於光波長,就會反射光。如果小於,則會出現散射,此時就會出現我們經常能看到的“光柱”了。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

一般會出現丁達爾效應的粒子,我們稱為膠體粒子,可以是液體,也可以是氣體。地球上的塵埃和水霧等粒子,飄上空中之後,就會膠體微粒,對太陽射來的光發生丁達爾散射。所以我們才能在地平線附近看到白茫茫的一片,此時我們看到的並不是藍色。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

想要看到藍色,還需要另一種現象參與——分子散射。這種效應是發生在微觀粒子層面的(分子)散射,散射光的強度與射入光

波長四次方成反比。如果比較太陽光譜中的紅藍光,會發現藍紫光的波長較短,散射得更明顯,而藍紫光中,藍光的能量比紫光大。

所以在大氣分子強烈的

分子散

射作用下,藍色會瀰漫天際,尤其是雨過天晴的時候,會格外的藍。再加上丁達爾效應,就會出現從宇宙看地球,呈現出朦朧的藍色了。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

與之相比,在月球上看天空,由於沒有大氣存在,不會發生散射現象,因此光線會在月球上空直來直往。在月球上的宇航員看天空,就只能看到一望無際的黑暗宇宙,還有一些發光的恆星以及散射光線的天體了。

至於火星的天空,則的另外一幅景象。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

火星的天空

從我國天問號火星探測器拍攝回來的照片來看,火星上的天空一般是黃褐色的,在早上太陽起落的時刻,是會帶有一點粉紅色的。想要解釋這兩種顏色出現的原因,我們還是得分析一下火星的地理環境和物理現象。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

我們都知道,火星上的磁場已經消失39億年了,因此無法形成類似地球的濃厚大氣層。並且火星上的氣壓比地球的低,不受氣壓的制約,經常會產生塵暴。這就導致了大量的塵埃漂浮在空中,影響著火星的大氣顏色。

而這些塵埃中,有大概1% 的磁鐵礦,其它大部分是褐鐵礦,微粒大小不等。不過總體來說,火星大氣中小於可見光的微粒還是比較少的,因此分子散射現象在火星大氣中的表現不是很突出,到是另外一種散射比較常見——米氏散射理論。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

這種散射一般是較大直徑顆粒造成的散射,散射強度與頻率

的二次方成正比,並且這種效應的方向性更強一點(散射的光比較聚集)。這就會使火星的天空出現一些類似白雲的光斑,看上去很奇特。

同時,這些在火星大氣中的塵埃粒子,會吸收太陽光中的藍色,缺少冷色的大氣,就會反射出較多的暖色光源(紅黃色)。因此在火星的地面看天空,是呈現黃褐色的。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

而早晚日落的時候,紅色光源從遠方照射過來的路徑更長,紅色的散射效應占據了主導。因此火星就會出現和地球晚霞一樣的紅色天空了,只不過火星的晚霞會偏粉色一點。

地球的天空為什麼是藍色的?火星上看天空又會是什麼樣子的呢?

總結

地球和火星看天空的顏色是不一樣的,主要是大氣中的成分和星球磁場不同導致的。不同的星球,也同樣適用這樣的物理定律,有些星球或許會出現五顏六色的天空也說不定,真想到這些星球上去看看,不一樣的天空!

你更喜歡那種顏色的天空呢?