長河落日圓不圓？

于鵬翔

“大漠孤煙直，長河落日圓?！标P于王維寫下的這千古名句，上期我們講解了“煙”是什么煙，那么“長河落日圓”中又含有什么有趣的知識和故事呢？

繞彎的蛇曲

首先，我們來猜一猜這條“長河”究竟是哪條河。有人說是黃河，也有人說是發源于祁連山的黑河的支流，他們大多是通過王維當年的巡視路線推測的。但是唐代人不像現代人出行時有精確的地圖指路，古代地名和現代地名也有很多不一致，所以這個問題并沒有定論。

在研究資料的過程中，我看到了一個很有意思的理由：想看到“長河落日圓”，要沿著河流的流向向上游或者向下游看，黃河在寧夏境內是由南向北流，而日落是在西邊（實際上一般都不是正西方向），所以這條河不會是黃河。

這種說法存在一個思維漏洞，就是宏觀和微觀的差異。黃河在寧夏大體上確實是從南向北流，但是具體到某一個地方的時候，黃河的流向卻是不定的。在王維可能去的沙坡頭地區，黃河繞了一個彎。這種彎在地理學上叫作蛇曲。通俗地講就是河流會拐一個將近180度的大彎。所以王維站在沙坡頭確實是有可能看到長河落日的。

落日圓不圓？

其實，即使王維真的見到了長河落日，他也看不到圓圓的落日！你有沒有發現，我們看到的落日并不是個正圓形？日落的時候太陽似乎是被壓扁了一些。這是為什么呢？

當筆沒入有水的杯子時，就像是折斷了一樣。為什么？估計很多同學都會脫口而出：“因為光的折射嘛！”是的，光的折射是光由一種介質斜射到另一種介質時，其傳播方向發生改變的現象。杯子里面的水造成了光的折射，于是筆看上去就像是折斷了一樣。

同理，太陽射到地球上的光線就像是筆，地球的大氣層就像是杯中的水，陽光由真空射入地球的大氣層也會發生折射，所以太陽看上去好像是被壓扁了一些。不只落日，日出的時候太陽的形狀也會發生變化。也許有的同學會進一步提問，為什么日出和日落時太陽的形狀會發生變化，而正午的太陽看上去卻沒什么變化呢？

為了更容易理解，我們可以畫兩個同心圓，外面的代表大氣層，里面稍小的代表地球。正午太陽在頭頂，我們在豎直方向從外圓向內圓畫一條垂直線；傍晚太陽落山，我們在內圓12點的位置向左畫一條橫線與外圓相交；清晨太陽升起，我們同樣向右畫一條橫線與外圓相交。這樣一比較，我們就很容易看出，橫線要比豎線長。

光的折射現象不僅在不同介質之間發生，在不同密度的同一種介質之間也會發生。地球上的大氣密度在近地面較大，在高空中較小。當光線通過大氣時，大氣中的水分子、氣體分子和其他微塵會折射部分光線，令這些光線射向其他方向。于是，太陽光線從太空進入地球大氣層便會發生連續的折射。日出和日落時，光的折射現象最為明顯。在同一時刻，太陽的上邊緣和下邊緣受到的大氣折射程度不一樣，上邊緣受到的影響會比下邊緣大。這樣就造成了太陽垂直方向的直徑比水平方向的直徑看上去短一些，在我們觀察者看來，太陽就變成了橢圓形。所以從科學的角度來說，王維當年看到的不是“長河落日圓”，而應該是“長河落日扁”。

方形的太陽？！

太陽不僅能變成橢圓形的，在一些特殊情況下，甚至能變成方形的！

方形太陽最早在1933年9月13日傍晚被美國學者查貝爾于美國西海岸拍攝記錄下來；1978年3月12日，日本學者堀江謙與同行的另外兩名學者在加拿大的雷索柳特觀測并拍攝到了方形太陽；2003年10月18日下午5時15分，湖南省長沙市中學生鄧棵也觀測并拍攝到了方形太陽。

在特殊的天氣情況下，地面和海面的空氣溫度很低，上層空氣的溫度高，從而使得下層空氣密集，上層空氣稀薄。光透過大氣層便會產生明顯的折射，那些靠近地表或是海平面方向的光比更高角度的光要經過更多偏折。太陽上部和下部的光線都被折射得十分厲害，幾乎成了平行于地平線的直線，人們就能看到太陽被壓成奇妙的方形。

迷惑人的蒙氣差

不僅如此，我們看到太陽所在的位置其實并不是太陽的真實位置。大氣的折射作用使太陽看起來比實際高，兩者的差值與太陽在天穹上的位置有關，這種現象被稱為蒙氣差效應。一般說來，太陽在地平線附近時，光線的折射作用對它的高度影響最大。此時，我們看到的太陽高度的誤差也最大。我們看到太陽從地平線上剛剛升起時，實際看到的是它處在地平線下方時發出的光，只是由于大氣的折射，我們才“看到”太陽處于地平線上方。

罕見的綠閃和藍閃

太陽不僅會變形，它還會變色呢！曾有人拍攝到太陽上的綠色閃光，這是一種罕見的大氣光學現象，叫作綠閃，只有在遙遠、低矮的地平線處才能看到，持續的時間也只有幾秒鐘。

其實綠閃出現的原理并不是很復雜，它和三棱鏡分解白光的原理是一樣的。陽光到達地面，需要穿過地球的大氣層，在大氣層中被折射。由于不同顏色的光折射率不一樣，它們就會分散。在白天的大多數時候，陽光穿過大氣層的距離比較短，色散現象并不明顯。但是在落日的時候，陽光穿過大氣層的距離長，色散現象變得更加明顯。這時候，大氣層就像是一個翻過來的三棱鏡。陽光被大氣分解為七色光，當綠色落到你眼睛里的時候，你就看到了綠閃現象。甚至有時候還會出現更罕見的藍閃現象。

走出家門，找一個空曠的地方，安靜地看落日吧?？纯此遣皇潜獾?，說不定，你也可以看見神奇的綠閃呢！