天空怎么被污染到什么程度l
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/20 22:05:20
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天空颜色与大气污染
自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的.但是很少有人知道,我们目睹的大部分颜色是污染造成的.城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的.
在非常洁净、未受污染的大气中,落日的颜色特点鲜明.太阳是灿烂的黄色,同时邻近的天空呈现出橙色和黄色.当落日缓缓地消失在地平线下面时,天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色.即使太阳消失以后,贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒.因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起,所以较高天空中的薄云呈现出红紫色.几分钟后,天空充满了淡淡的蓝色,它的颜色逐渐加深,向高空延展.但在一个高度工业化的区域,当污染物以微粒的形式悬浮在空中时,天空的颜色就截然不同了.圆圆的太阳呈现出桔红色,同时天空一片暗红.红色明暗的不同反映着污染物的厚度.有时落日以后,两边的天空出现两道宽宽的颜色,地平线附近是暗红色的,而它的上方是暗蓝色.当污染格外严重时,太阳看上去就像一只暗红色的圆盘.甚至在它达到地平线之前,它的颜色就会逐渐褪去.
为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色,同时天空呈现出蓝色呢?在19世纪末期,英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释.在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的.在洁净的、未受污染的大气中,大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的,这些分子的大小比可见光的波长要小得多.瑞利理论指出,散射光强和波长的四次方成反比(I∝1／λ4),在这种情况下,散射主要影响波长较短的光.因为蓝色位于光谱的后面,所以天空本身呈现出蓝色.太阳光直接穿透空气,在散射过程中它失去许多蓝色,所以太阳本身呈现出灿烂的黄色.
根据瑞利的理论,当光波波长减少时,散射的程度急剧加强.所以光波波长最短的紫色光应该散射最强,靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多.那么为什么我们看见的是蓝天,而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时,吸收使它丧失了许多能量,波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时,散射很强烈,但同时它们也被空气强烈地吸收,阳光到达地面时,所剩的紫色和靛色的散射并不多.我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色,它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色.
除了散射外,太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收.因为空气层散射和吸收的共同作用,最终到达地面的太阳光消耗了许多能量.正因为早晨和傍晚,太阳光经过空气的路程长,能量损失过多,所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色.而在白天,阳光在大气中经过的路程短,它的能量损失少,这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩,是很危险的.