晨暮光條(又稱“耶穌光”、“上帝之梯”、“曙暮輝”)是日出或日落時分,陽光透過云層縫隙或障礙物邊緣形成的放射狀光束。這種壯麗的光影效果源于光的直線傳播、大氣散射和透視原理的科學組合。以下是其形成機制的詳細揭秘:
核心科學原理:丁達爾效應 + 幾何透視
丁達爾效應(散射顯形)
- 空氣中存在微小顆粒(塵埃、水滴、污染物),當陽光穿過時,光線會被這些粒子向四面八方散射。
- 在陰影區域(如云層遮擋處),背景較暗,被散射的光線在暗背景下形成可見光路(如同黑暗房間中手電筒的光束)。
幾何透視(放射狀錯覺)
- 太陽光本質是平行光(光線彼此平行),但人眼觀察時存在透視效果:
- 云層縫隙較近時,光束間距看起來較大;
- 云層縫隙較遠時,光束間距看起來較小。
- 這種近大遠小的視覺匯聚效果,使得平行光束在觀察者眼中呈現放射狀(類似鐵軌向遠方交匯的錯覺)。
形成條件詳解
要素
作用
低角度陽光
晨昏時分太陽接近地平線,光線穿透厚厚的大氣層,紅光占比增加(瑞利散射),形成金色光束。
云層遮擋
云作為“遮光板”,在天空中制造明暗交替的區域。光束從云縫邊緣射出。
空氣懸浮顆粒
霧、塵埃或污染物增強散射,使光路可見(潔凈空氣中難以形成)。
觀察者位置
需位于光束的延長線方向(背對太陽時,光條指向太陽方向)。
為什么光束呈金色/紅色?
- 瑞利散射效應:
晨昏時陽光斜穿大氣層,短波藍光被大量散射,剩余長波紅光/黃光占比更高,因此光束常呈現溫暖的金紅色調。
自然界的“對稱現象”:反云隙光
- 當陽光從云縫射出,在背對太陽的天空另一側,可能看到收斂的暗色光束(稱為“反云隙光”)。
- 原理:光線被云層遮擋后,未被照亮的區域在透視作用下形成向地平線某點匯聚的暗影帶,與晨暮光條形成鏡像對稱。
如何拍攝或觀測?
時間:日出后或日落前30分鐘內(太陽角度低于10°)。
天氣:多云且有間隙,空氣略有薄霧或塵埃。
技巧:逆光朝向太陽方向觀察,使用相機小光圈(f/16以上)可增強光束清晰度。
科學 vs 神話
古人常將這種神圣的光束與神跡聯系,但物理學揭示它只是光與物質相互作用的自然結果。理解其原理并不減損美感——反而讓我們更驚嘆于自然界中光與影的精密協作。
小知識:宇航員在太空看不到晨暮光條,因為太空中沒有散射介質(空氣)使光線顯形。地球獨特的大氣層,正是這場光影魔術的舞臺。