火星|火星上的日落是什么样子？与地球完全不一样 原理揭晓( 二 )
蓝色日落背后的科学原理
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▲ 艺术家绘制的火星地形图
我们在分析火星日落时会注意到两项特征，一是太阳本身呈蓝白色，二是太阳周围环绕着一圈浅蓝色光晕 。这种现象发生的原因又是什么呢？
为何太阳呈蓝色？
【火星|火星上的日落是什么样子？与地球完全不一样 原理揭晓】太阳在火星上看之所以呈蓝色，是因为火星大气会将偏红的光线过滤掉 。火星大气中的尘埃颗粒大小正适合使红光发生散射，因此相比于蓝光，更多的红光会被这些颗粒散射出去 。
由于太阳光在日出和日落时传播的距离最长，等到光线传播至地表时，红光几乎已经消除殆尽，只剩下波长更短的蓝光 。这种现象名叫波长选择性消光，也正是太阳呈现蓝色的原因 。
简单来说，可以将大气层想象为一块阳光“滤镜” 。地球大气更容易滤除蓝光、留下红光，火星大气则更容易滤除红光、留下蓝光 。
太阳周围的蓝色光晕是如何形成的？
太阳周围的蓝色光晕无法简单地用波长选择性消光来解释 。散射规律在这里也发挥了重要作用 。如前文所述，米氏散射在很大程度上取决于光线的方向，并且更容易向前散射 。
因此当光线穿越火星大气时，大多数光线都会以较小的偏斜角向前散射 。所以我们见到的不是蓝光沿着地平线均匀散布，而是一圈面积较小、较为集中的蓝色光晕笼罩在太阳周围 。
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▲ 米氏散射更容易发生在向前的方向上（即入射光方向上）
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▲ 从左至右分别为瑞利散射、中间米氏散射、完全米氏散射
此外，不同颜色光线的散射规律也有所差异 。在前进方向上，蓝光的强度几乎高达红光的六倍，因此在我们看来，离太阳越近、蓝光就越明亮 。蓝光的强度在散射角为 10° 时达到最大值，随着散射角增加，蓝色波长的主导地位也会随之下降 。当散射角超过 28°，红光的强度就会更占主导地位，这圈光晕就这样逐渐融入了暗红色的火星天空中 。
简而言之，太阳的蓝色由波长选择性消光现象所致，蓝色光晕则是太阳光线在米氏散射作用下发生角散射的结果 。
我们能在地球上见到蓝色的日落吗？
可别以为只有在火星上才能见到蓝色日落，事实上，地球上偶尔也能一窥这样的景象 。1883 年印尼喀拉喀托火山爆发后，当地人就报告称该地区的太阳和月亮变成了蓝色，时间持续了一个多月 。
同一时期，夏威夷的塞雷诺主教还报告称，他看到太阳周围有一圈蓝莹莹的光晕，被一圈棕褐色的光环包围着 。这种现象也因此被称作“主教的戒指” 。
除了火山爆发外，蓝色日落在沙尘暴频发的阿拉比亚沙漠中也偶有报道 。另外，森林大火有时也会创造出红色的天空和蓝色的日落 。
结论
除了以上各项因素之外，火星日落的颜色在很大程度上还取决于我们的双眼 。只有等人类亲自目睹之后，我们才能描述出火星日落的真正颜色 。在此之前，我们只能依赖火星漫游车传回的照片、或者等着看地球上偶尔一见的蓝色日落 。
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