【冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？|新疆吐鲁番地区】_

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新疆吐鲁番地区，在2020年12月的时候，接连出现似湖水、沙丘，或似建筑、高楼，水天相接的海市蜃楼景象，甚为壮观。网友惊呼，这就是科幻电影里讲述的平行世界吗？
冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？
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实际上，这是一种简单的光学现象，它是太阳光反射和折射共同作用的结果。

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“上现蜃景”原理图
海市蜃楼的发生，主要和地理位置、地貌，以及天气有关。和季节的关系倒不是很大，但一般冬天还是发生得少。这是因为，气流须是上面厚、底下薄，就像在天空中挂了一个反射镜一样，将远处的景色反射出来。每年，我国蓬莱的海市蜃楼，大概五六月份出现；长岛等一些地方，往往在七八月份出现。要说季节性，那夏天是最容易产生海市蜃楼的季节。
冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？
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可吐鲁番地区是12月份出现的啊，是不易发生海市蜃楼的冬季啊，为何吐鲁番就独得恩宠了呢？

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想要弄清楚这种罕见的情况是怎么发生的，我们得先了解海市蜃楼发生的条件，而气温的反常分布，是大多数海市蜃楼必备的气象条件。
海市蜃楼，简称蜃景，蜃景可分“上现蜃景”、“下现蜃景”和“侧现蜃景” 。是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。
冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？
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“下现蜃景”原理图
最简单好记的是：“上现蜃景”一般出现在海上，仙境是正立；“下现蜃景”更容易出现在沙漠，仙境是倒立。此外，沙漠中偶尔也会出现“侧现蜃景”的情况，景物是90°逆转、横倒在地平线上的。
冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？
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以“下现蜃景”为例，夏季的沙漠烈日当头，沙土被晒得灼热。沙土的比热小，温度上升极快，临近沙土的下层空气温度也随即升高，而上层空气的温度仍然很低，这样就形成了气温的反常分布。由于热胀冷缩，接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大，这样空气的折射率是下层小而上层大。

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【冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？】当远处较高物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射，这时人要是逆着反射光线看去，就会看到下蜃。
而吐鲁番12月出现下蜃，同样是因为变化幅度较大的气温。当沙漠区域经历一次降温过程后，空气温度会大幅下滑，但冷空气过后，太阳直射会迅速提升沙漠地表的温度。于是，靠近沙漠的近地面空气快速增温，密度减小，而上部气温还没来得及提升，温度差形成、空气密度差也形成，就产生了形成下蜃的气象条件。
冬天的海市蜃楼，原来这么难得一见的吗？
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总体来说，冬天依然是海市蜃楼很不容易出现的季节，上下空气有大温差这个条件，往往也只有沙漠地区才能满足了。
笔者：陈山，中国气象局气象分析师，气象工程师。