沙塵暴帶來的藍太陽,比月食還要美
清晨起床,你望向窗外深黃色的天空,沙塵暴和霧霾如約而至。打開手機,發現空氣質量指數已直衝1800,還有小夥伴表示前方戰場早已高達3000,刺眼的「爆表」二字,讓你心中不由自主的湧起一句WTF——歡迎體驗北方人民的日常。
前兩天就有一場沙塵暴襲擊了北京,北方很多地方都出現了不同程度的沙塵污染,彷彿被加上了一層暗黃色的濾鏡。
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然而,許多親身嘗試過的朋友紛紛表示:透過沙塵暴看太陽,竟然是藍色的。
他們並不是唯一看到這種景象的人。早在1831年,同樣原理的「藍太陽」被視作上帝的暗號,成為一種神聖的信號。非裔奴隸Nat Turner目睹此情此景,感嘆物轉星移,冥冥之中覺得與統治者的最終清算終於到來,於是他發動了著名的「南安普敦起義」。
要弄懂太陽為什麼會變藍,首先要明白我們平時看到的太陽為何是偏紅的暖色。這是因為波長較長的紅光,能避開大氣中無數的空氣分子和微粒,直接進入我們的眼中;而波長較短的藍色,經過大氣中分子、微粒的散射,大都被反射回了天空。這些被散射的藍光足足比紅光多5.5倍,所以我們看到的天空是藍色的,太陽是紅色的。
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而一旦沙塵暴襲來,大氣中的煙塵將會驟然增多,導致原本可以順利通過的紅光也不得不像藍光一樣被散射。但是因為藍光比紅光更多,所以最終我們看到的太陽會被反射成藍色。
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同理,如果在沙塵暴環境下看日光燈,也會有藍色的感覺。甚至有朋友表示,沙塵暴的時候在外面待久了,別人的頭看起來都變成了憂鬱的藍色。
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所以,現在當你聽到「火星上有藍色的日落」時,應該不會覺得浪漫了。
這是因為火星常年沙塵暴,覆蓋全部地表,高達3萬米,還伴隨著各種閃電。
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而每次日落時,太陽的位置都會更加接近沙塵暴的切面,如此一來,陽光中的紅光便無法穿過更厚的沙塵、無法抵達火星表面,進而形成藍色日落的奇觀。
那麼,沙塵暴又是如何形成的呢?實際上,不僅僅是「風把沙子吹起來」這麼簡單。它是沙暴和塵暴的合稱,前者指大風把沙粒吹入近地層所形成的挾沙風暴;後者則是大風把大量塵埃及其他細顆粒物捲入高空所形成的風暴。3、4月份的北方乾旱少雨、天氣回暖,土壤嚴重風蝕、乾燥疏鬆,陣風刮過就會將大量沙塵捲入空中,形成沙塵暴。
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這些土壤和砂礫中,含有一種主要成分硅酸鹽,在乾燥氣候影響下會失去水分,成為帶有負電荷的氣溶膠。這樣一來彼此之間會相互排斥,更容易被風吹起,進而形成浮沉、揚沙,最終衍化為沙塵暴。所以,沙塵暴本質上其實是帶有負電荷的硅酸鹽氣溶膠。
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雖然看起來跟霧霾差不多,但沙塵暴和霧霾並不一樣。霧霾的元兇是PM2.5,即空氣中直徑小於或等於2.5微米的顆粒物,這些微粒能無視身體屏障,直接進入並附著在呼吸器官上,誘發各種病症;而沙塵暴捲起的PM10則更大顆,更傾向於塵土砂礫。
聽起來好像還是霧霾更毒一些,然而驚喜的是,沙塵暴中同樣含有大量PM2.5,買一送一,左手霾右手土,包你吃到飽。
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而如果長時間暴露在沙塵暴中,還會因大量吸入二氧化硅粉塵而患上「矽肺」。這是一種礦工的職業病,治療不及時將會窒息身亡,作為一種不治之症,還有很大幾率導致肺癌。
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雖然看起來是大自然在作祟,但這當中少不了人類的參與。據史料記載,公元前3世紀至20世紀50年代年的2000多年間,中國只發生過70次大型沙塵暴,平均31年才有一次。然而隨著開墾荒林、綠化驟減,在現代社會,沙塵暴已經成為了人們的老朋友。
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不過幸好我們平時會遇到的沙塵暴還不算非常嚴重,破壞性最強的沙塵暴被稱為Haboob,常伴隨10級以上的強風,瞬時風速高於25m/s,人類隻身踏入其中的話,就會感受到從四面八方襲來的強風裹著砂礫,狠狠地砸在自己身上,只能隨風飄揚。
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從遠處看去,就好像迎面遇到一道遮天蔽日的城牆,或是即將吞沒天地的巨浪。
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Haboob頂層部分的沙塵較稀,在陽光照射下會略顯橙紅色;而中下層部分,則會被大風捲起的石塊、沙塵完全填滿,使陽光被完全吸收或折射出去,形成伸手不見五指的漆黑空間,因此它也被稱為「黑風」。
(下圖為駛進沙塵暴中後的景象)
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在Haboob里飆車是什麼感覺?大概就是《瘋狂的麥克斯》中呈現的那樣吧。
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如此強力的沙塵暴,需要雷暴雨的配合才能崛起。在雷暴雨形成過程中,地表上的熱量流向天空中的冷空氣,形成一股強烈的氣流;而一旦暴雨降下,這股氣流將會逆向爆發,從雲團傾向地面,捲起所有塵土,瞬間爆炸。之後降下的所有雨水,都會在沙塵暴中蒸發,根本到不了地面。
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上世紀30年代,美國曾發生過「黑色風暴事件」,一個3400多米、相當於四座迪拜塔高的巨型Haboob從天而降。這次沙塵暴從美國西海岸吹了3天3夜才到東海岸,橫掃北美大陸,塵暴過處,天昏地暗。
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據官方統計,這三天里有成千上萬噸沙土侵襲而過,這樣的大手筆,恐怕連我愛羅也做不到。
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1993年5月,中國新疆、甘肅等地同樣遭遇了Haboob,最高風速達34m/s,能見度瞬時降為0,造成大量死傷,直接經濟損失約7億元人民幣。但值得一提的是,當時那場毀天滅地的沙塵暴中,空氣質量指數也不過1000左右,和現在的同伴們比毒性,只能惜敗。
全球有四大沙塵暴多發區,除了中亞、北美、中非,澳大利亞也意外的榜上有名,他們平均每年都要遭受5次沙塵暴。這主要是因為澳大利亞有近3/4的陸地面積都十分乾旱,2009年澳大利亞的紅色沙塵暴一戰成名,由於富含鐵元素,完全擺脫了普通沙塵暴的土黃色設定。
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《銀翼殺手2049》中這一幕沙塵暴中的末世之景,據該片的攝影指導Roger Deakins稱,靈感就來自於當年席捲悉尼的紅色沙塵暴。
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然而澳大利亞人卻表示:沙暴虐我千百遍,我待沙暴如初戀。他們的科學家發現,自家特產的紅色沙塵暴中夾帶了大量鐵質,以此為南極海域中的浮游生物提供了重要的營養來源;接下來才是亮點,這些浮游生物可消耗大量二氧化碳,直接減緩了溫室效應的危害!
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從這一角度來說,被稱為「地球之肺」的亞馬遜叢林,也從沙塵暴中得到了好處。另外,沙塵暴中的負電荷的硅酸鹽也被證實可以中和酸雨中的氫離子,以減少酸雨危害。存在即合理,沙塵暴難道也是一種大自然的自我調控,篩選出以後能夠移民去火星的人?
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