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沙尘暴带来的蓝太阳,比月食还要美

 板桥胡同37号 2018-03-30


清晨起床,你望向窗外深黄色的天空,沙尘暴和雾霾如约而至。打开手机,发现空气质量指数已直冲1800,还有小伙伴表示前方战场早已高达3000,刺眼的「爆表」二字,让你心中不由自主的涌起一句WTF——欢迎体验北方人民的日常。


前两天就有一场沙尘暴袭击了北京,北方很多地方都出现了不同程度的沙尘污染,仿佛被加上了一层暗黄色的滤镜。


然而,许多亲身尝试过的朋友纷纷表示:透过沙尘暴看太阳,竟然是蓝色的。


他们并不是唯一看到这种景象的人。早在1831年,同样原理的「蓝太阳」被视作上帝的暗号,成为一种神圣的信号。非裔奴隶Nat Turner目睹此情此景,感叹物转星移,冥冥之中觉得与统治者的最终清算终于到来,于是他发动了著名的「南安普敦起义」。


要弄懂太阳为什么会变蓝,首先要明白我们平时看到的太阳为何是偏红的暖色。这是因为波长较长的红光,能避开大气中无数的空气分子和微粒,直接进入我们的眼中;而波长较短的蓝色,经过大气中分子、微粒的散射,大都被反射回了天空。这些被散射的蓝光足足比红光多5.5倍,所以我们看到的天空是蓝色的,太阳是红色的。


而一旦沙尘暴袭来,大气中的烟尘将会骤然增多,导致原本可以顺利通过的红光也不得不像蓝光一样被散射。但是因为蓝光比红光更多,所以最终我们看到的太阳会被反射成蓝色。


同理,如果在沙尘暴环境下看日光灯,也会有蓝色的感觉。甚至有朋友表示,沙尘暴的时候在外面待久了,别人的头看起来都变成了忧郁的蓝色。


所以,现在当你听到「火星上有蓝色的日落」时,应该不会觉得浪漫了。


这是因为火星常年沙尘暴,覆盖全部地表,高达3万米,还伴随着各种闪电。


而每次日落时,太阳的位置都会更加接近沙尘暴的切面,如此一来,阳光中的红光便无法穿过更厚的沙尘、无法抵达火星表面,进而形成蓝色日落的奇观。


那么,沙尘暴又是如何形成的呢?实际上,不仅仅是「风把沙子吹起来」这么简单。它是沙暴和尘暴的合称,前者指大风把沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴;后者则是大风把大量尘埃及其他细颗粒物卷入高空所形成的风暴。3、4月份的北方干旱少雨、天气回暖,土壤严重风蚀、干燥疏松,阵风刮过就会将大量沙尘卷入空中,形成沙尘暴。


这些土壤和砂砾中,含有一种主要成分硅酸盐,在干燥气候影响下会失去水分,成为带有负电荷的气溶胶。这样一来彼此之间会相互排斥,更容易被风吹起,进而形成浮沉、扬沙,最终衍化为沙尘暴。所以,沙尘暴本质上其实是带有负电荷的硅酸盐气溶胶。

(搜索关注本文原创作者:微信公众号 狂丸)


虽然看起来跟雾霾差不多,但沙尘暴和雾霾并不一样。雾霾的元凶是PM2.5,即空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,这些微粒能无视身体屏障,直接进入并附着在呼吸器官上,诱发各种病症;而沙尘暴卷起的PM10则更大颗,更倾向于尘土砂砾。


听起来好像还是雾霾更毒一些,然而惊喜的是,沙尘暴中同样含有大量PM2.5,买一送一,左手霾右手土,包你吃到饱。


而如果长时间暴露在沙尘暴中,还会因大量吸入二氧化硅粉尘而患上「矽肺」。这是一种矿工的职业病,治疗不及时将会窒息身亡,作为一种不治之症,还有很大几率导致肺癌。


虽然看起来是大自然在作祟,但这当中少不了人类的参与。据史料记载,公元前3世纪至20世纪50年代年的2000多年间,中国只发生过70次大型沙尘暴,平均31年才有一次。然而随着开垦荒林、绿化骤减,在现代社会,沙尘暴已经成为了人们的老朋友。


不过幸好我们平时会遇到的沙尘暴还不算非常严重,破坏性最强的沙尘暴被称为Haboob,常伴随10级以上的强风,瞬时风速高于25m/s,人类只身踏入其中的话,就会感受到从四面八方袭来的强风裹着砂砾,狠狠地砸在自己身上,只能随风飘扬。


从远处看去,就好像迎面遇到一道遮天蔽日的城墙,或是即将吞没天地的巨浪。


Haboob顶层部分的沙尘较稀,在阳光照射下会略显橙红色;而中下层部分,则会被大风卷起的石块、沙尘完全填满,使阳光被完全吸收或折射出去,形成伸手不见五指的漆黑空间,因此它也被称为「黑风」。

(下图为驶进沙尘暴中后的景象)


在Haboob里飙车是什么感觉?大概就是《疯狂的麦克斯》中呈现的那样吧。


如此强力的沙尘暴,需要雷暴雨的配合才能崛起。在雷暴雨形成过程中,地表上的热量流向天空中的冷空气,形成一股强烈的气流;而一旦暴雨降下,这股气流将会逆向爆发,从云团倾向地面,卷起所有尘土,瞬间爆炸。之后降下的所有雨水,都会在沙尘暴中蒸发,根本到不了地面。


上世纪30年代,美国曾发生过「黑色风暴事件」,一个3400多米、相当于四座迪拜塔高的巨型Haboob从天而降。这次沙尘暴从美国西海岸吹了3天3夜才到东海岸,横扫北美大陆,尘暴过处,天昏地暗。


据官方统计,这三天里有成千上万吨沙土侵袭而过,这样的大手笔,恐怕连我爱罗也做不到。


1993年5月,中国新疆、甘肃等地同样遭遇了Haboob,最高风速达34m/s,能见度瞬时降为0,造成大量死伤,直接经济损失约7亿元人民币。但值得一提的是,当时那场毁天灭地的沙尘暴中,空气质量指数也不过1000左右,和现在的同伴们比毒性,只能惜败。


全球有四大沙尘暴多发区,除了中亚、北美、中非,澳大利亚也意外的榜上有名,他们平均每年都要遭受5次沙尘暴。这主要是因为澳大利亚有近3/4的陆地面积都十分干旱,2009年澳大利亚的红色沙尘暴一战成名,由于富含铁元素,完全摆脱了普通沙尘暴的土黄色设定。


《银翼杀手2049》中这一幕沙尘暴中的末世之景,据该片的摄影指导Roger Deakins称,灵感就来自于当年席卷悉尼的红色沙尘暴。


然而澳大利亚人却表示:沙暴虐我千百遍,我待沙暴如初恋。他们的科学家发现,自家特产的红色沙尘暴中夹带了大量铁质,以此为南极海域中的浮游生物提供了重要的营养来源;接下来才是亮点,这些浮游生物可消耗大量二氧化碳,直接减缓了温室效应的危害!


从这一角度来说,被称为「地球之肺」的亚马逊丛林,也从沙尘暴中得到了好处。另外,沙尘暴中的负电荷的硅酸盐也被证实可以中和酸雨中的氢离子,以减少酸雨危害。存在即合理,沙尘暴难道也是一种大自然的自我调控,筛选出以后能够移民去火星的人?

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