星星“眨眼”是因为大气湍流造成的 。
大气层我们地球的上空覆盖着一层厚厚的大气,一般地说地球大气层的厚度有1000千米 。
实际上据最新的探测结果,科学家们发现大气层最厚的地方竟然高达60万公里,也就是说月球实际上是在地球大气层中运行的 。当然,120千米以上的空气就已经极稀薄,常常被视作真空地带了 。
【你知道为什么星星会眨眼睛吗 星星会眨眼睛的原因简单点】地球大气层中主要含有78.1%的氮气;20.9%的氧气和0.93%的氩气;还有少量的二氧化碳、水蒸气、氢气和氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等稀有气体 。
这些气体物质都是有质量的,地球引力吸引气体,使其在地球表面周围形成稠密的大气层 。
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(大气层)
大气湍流我们知道地球每时每刻都在转动,大气层基本上与地球的转动保持同步 。地球自转的速度很快,在赤道上的自转线速度为 466 米/秒,要知道声音在1个标准大气压和15℃的条件下的传播速度才是340米/秒,你坐在家里不动分分钟就超音速了 。
如果地球动大气不随着地球一起运动,那风速是难以想象的 。
这并不代表地球的大气很平静,它时刻都在运动,这种运动被科学家们称为“大气不稳定”,简单说就是有风 。
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(别当真,更不要对号入座)
大气不稳定通常分为水平不稳定与垂直不稳定 。水平不稳定就是大气的水平运动,因为地球自转、大气压力梯度等原因 。
大气层从低空到高空的水平运动速度不同;垂直不稳定通常因为大气层中某一部分空气中水分含量高,高含水的空气受热或者变冷,冷热造成空气密度变化使它们上升或下降,从而造成垂直对流 。这两种不稳定同时发生,就形成了整个大气层的不稳定 。
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(地形变化也可以造成空气湍流)
空气湍流会弯曲光线盛夏将至,细心的朋友会发现这样一种自然现象,在被太阳炙烤的街道上会看到热空气造成的波浪,甚至出现“假水”的海市蜃楼景观 。这是空气受热发生湍流弯曲光线的结果 。
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(热浪会扭曲光线,在马路上造成“假水”的光学现象)
我们知道光线在真空中是直线传播的,当光线从空气进入水中时它会发生折射,这是由于水这种透明介质的密度与空气的密度不同造成的 。
当光在两种不同密度的介质中传播时,光线就会因折射而发生扭曲,空气也可以折射光 。这种现象不仅出现在前面说的炙热的街道,还出现在摄影者拍摄地平线附近夕阳的时候,星星“眨眼”也是一样的道理 。
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(夕阳被空气弯曲,看起来不圆)
热空气的密度低,冷空气的密度相对高一些,当冷热空气相遇发生空气湍流时,大气中就出现许多不同密度空气团相互交错无规律运动的情况 。
这时候一束遥远的星光穿过大气,它的光线就会在不同密度的空气团中反复弯折,我们只有在大部分光线扫过视网膜的时候看见的星星才最亮 。
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(星光在大气中反复折射,看起来很不稳定)
大气湍流对天文观测的影响有两种职业的人最不喜欢大气湍流,其一是飞行员,另一个就是天文学家 。
大气湍流会严重影响飞机的飞行,使飞机发生颠簸 。除非多普勒激光气象雷达的帮助,否则飞行员们是无法在高空观察到空气流动的 。
一旦飞机进入到乱流区域,它会在气流的推动下剧烈颠簸,增大安全风险 。而如果遇到强烈的风速变化(也就是我们常说的风切变),它甚至可能造成严重的空难事故 。
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(飞机尾流本身也可以造成空气湍流,在机场区域,它会影响后方飞机的飞行安全)
天文学家们没有生命安全上的顾虑,但不稳定的大气会严重影响他们的观测工作,特别是在使用光学望远镜观测星空的时候 。
世界上许多著名的天文台都设在高高的山顶,或是空气极其干燥的高原之上 。并不是这里离太空更近,而是这里的水气更少、大气湍流的现象更轻一些 。
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