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三日凌空！北京天空出现三个太阳，怎么回事？

百家 作者：三体迷 2020-12-30 19:24:17
相信读过《三体》的朋友，很多都对三日凌空印象深刻。
三日凌空是三体世界最恐怖的灾难，那时，行星地表会在瞬间变成冶炼炉，高温能够熔化岩石。在三日凌空中毁灭的世界，要经过漫长的时间才能重现生命和文明，这也是没有历史记载的原因。——《三体》
图片来源@《三体艺术插画集》
有意思的是，就在昨天（2020年12月29日）上午9:00-11:00，北京天空居然出现了三个太阳。这......光天化日之下上演三日凌空，脱水！脱水！！
实际上，这并不是真正的三日凌空，而是一种名为幻日的大气光学现象。
图片来源@天气预报微博
图片来源@果壳
据@天气预报微博， 从早晨9点左右开始，从明显到淡化，“双侧幻日”全程持续大概2小时。
那么，你知道幻日是怎么回事？
01
幻日是怎么产生的？

很多人看到幻日，会把它当作一种具有特殊意义的现象，比如世界末日。
对此，气象专家张明英称，这是天空中的冰晶对太阳光的散射和反射形成的光学现象，属于正常现象，没有特殊的指示意义。幻日产生的原理和彩虹类似，与光的折射有关。
光的折射指的是当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会发生改变的现象。在我们看来，就是光在传播过程中发生了弯曲或偏折。
折射现象，图片来源 keyshot
在幻日奇观中，光源就是阳光，让阳光发生偏折的透明介质则是冰晶。
在远离地球的大气高层，卷云里悬浮着大量冰晶，这些冰晶呈六角形，仿佛细小的钻石砂（diamond dust）。冰晶就像棱镜一样，会使穿过的光线发生偏转。
卷云中的冰晶结构示意图，图片来源见水印
不过，仅有光和冰晶并不足以形成幻日，还需要风和地心引力的助力。在风和地心引力的作用下，冰晶层层相叠，整齐地排列在空中。
阳光从六边形冰晶的一侧射入，穿过冰晶的两个面，从另一侧射出。在这个过程中，光线发生了弯折，折射出的角度大约为22度。
阳光穿过冰晶示意图，图片来源见水印
阳光发生的这种非常规律的折射现象，会在其左右两侧各产生一个“小太阳”，这两个“小太阳”实际上是太阳的虚像，也就是我们说的幻日。
多重锥晶幻日，图片来源见水印
02
天上最多能出现几个太阳

我们一般看到的比较多的是2个或3个太阳，那么，幻日现象产生的时候，最多能出现几个太阳呢？
古文记载了不少8个以上太阳同时出现的现象，上个世纪也出现过多日并出的现象，1988年，河南漯河市天空中出现五个“串成糖葫芦”的太阳；1971年小兴安岭出现十日并出现象。
实际上，究竟能同时看到多少个太阳，我们可能很难知道。因为水可以制造出多种多样的冰晶，只要条件理想，就可以通过各种折射、反射，在天上呈现出多个太阳，十几二十个也不是不可能。 
六日并出，拍摄者/Kameron Barge
03
幻日观测注意事项

幻日不太常见，但我们偶尔还是能遇上，比如大概在一个月前，黑龙江漠河就出现了幻日。
遇上了幻日，我们肯定都要看一看，看一看可不能直接用眼睛看，下面蝌蚪君再和大家强调一下观测幻日的注意事项。
1、抓紧时间看。幻日出现的时间一般不会太长，所以要抓住机会。
2、不要直视太阳。观测时，注意不要用肉眼直视太阳，这样可能会引起日蚀性的黄斑病变等。
如果有条件，可以戴上墨镜看。如果没有墨镜，可以直接用手机对着太阳拍摄，然后自己从相机中看。
本文转自蝌蚪五线谱，内容稍有修改。
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