浅谈海市蜃楼的形成原因

郭熙栋

（湘潭县第一中学，湖南湘潭411100）

浅谈海市蜃楼的形成原因

郭熙栋

（湘潭县第一中学，湖南湘潭411100）

海市蜃楼简称蜃景，是一种因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。本文主要分析海市蜃楼的形成原因。

海市蜃楼；形成原因；分析

1 海市蜃楼的形成条件

海市蜃楼主要是由于光折射和全反射作用而产生的一种自然景观，是一种虚拟物象存在，并未存在于现实生活中。如果依照海市蜃楼出现的位置，可以简单将其分为上属、下属以及侧属等。以下属为例进行分析，在无特殊情况下，所形成的影像大多位于实物下方。在夏季时，沙漠气温急剧升高，沙土长期暴晒于太阳底下，加之沙土比热较小，与其相接近的温度也急剧增高，使得气温非常规分布。例如与沙土距离比较近的空气层密度比较小，而与之相反的上层冷空气密度比较大，此时空气中所表现出来的折射规律是下、小、上、大。而当远处一些较高层建筑反射过来的光从上层空气直接投射到下层空气中时，入射角随之增大，在经过一系列反射之后就极容易看到下属。

在查阅相关资料后知晓，折射在一般情况下都是一种介质由不同角度斜射入另一种介质时，传播方向发生变化，而这也是光在不同介质的交界处出现偏射的原因。全反射一般是指光从光密介质射到光疏介质时全部被反射回原介质内的现象。而沙漠中的海市蜃楼主要是因为在遭遇太阳光暴晒之后又与密度不同的空气相遇进而发生折射现象。众所周知，在沙漠中植物较少，因而沙土与太阳光接触面积比较大，沙土表面白天遭遇太阳暴晒后急剧升温，但是受空气传热性差等诸多因素影响，在没有风经过时候，沙漠的上层空气一直处于较低状态，同下层温度相比两者间存在很大差异，如若此时太阳光照射在空气中，不仅光速会出现明显变化，而且经折射所形成的海市蜃楼也会因此显现在人们眼前。根据这一原理，我们还可以解释很多现象，例如在生活中比较常见的柏油马路，颜色比较深，在夏季时，柏油马路因为具有较强的吸热能力，导致柏油马路上面空气冷、密度大，下层空气热、密度小，因此经常会出现下崖等现象。再有，夏季时海水在白天温度相对较低，尤其是当冷水流经过时表现尤为明显，使得水温较原来相比更低，在这个过程当中，下层空气很容易受到水温影响，甚至于比上层气温更低，下冷上暖等情况发生也就不奇怪了。此外，下层空气由于气压比较高、密度比较大，使得上层空气的温度较高、密度较小，因此在生活中会时常看到东方位置的地平线以下有一艘游轮，而空气密度也达到了空前高度，此时当其进入密度相对较低的气层时，就会出现反射，通过反射进入下层空气中，也正是因为这样才有了我们所看到的游轮。

2 分析海市蜃楼产生的原因

在干旱沙漠中，地面沙土被太阳光无情暴晒，近地面空气都会因受热变得更加稀薄，密度也因此而变小。

加上受诸多因素影响，上面高密度空气同下面低密度空气相互交融，因此空气层在这个过程中形成。但是在这个过程中又形成一种规律，就是下面空气的密度比上面空气的密度要更小。当海面上出现此类情况时，海水上面的空气也会因海水温度升高而升高，与此同时受水蒸气等其他因素影响，空气较以往相比会更加稀化，密度也因此变小。在这一系列变化都完成之后，各种密度的空气相融合并交汇在一起。通过此种方式也能够形成空气层，而且也会出现上述情况，下面空气密度始终比上面空气密度小。由于空气密度比较小，使得光穿透速度更快，换一种方式来说每一层光密介质都分布在上面，如果此时空气层经太阳光暴晒就会发生折射和反射，海市蜃楼因此形成。

在生活中，我们希望通过眺望大海来达到身心的愉悦，但有时能够看到山峰、楼台、高层建筑等，在古人看来这是神仙显灵，将有好事发生的征兆，但是往往都是一瞬间，基于此称其为海市蜃楼。其实海市蜃楼的发生，只是因为反射和全折射。我们可以将海面上的空气看作是由折射率等原因形成的不同水气层组成，山峰、船舶也就因此形成。从人的视角出发，眼睛望向天空与太阳，光线受折射影响，逐渐偏离原本方向，加上进入上层空气的入射角也不断增大，由先前折射转变为全反射，光在这个条件下折射回地面，若此时人们逆着光线看去，就会发现远方景物悬在空中，这就是我们所看到的海市蜃楼。

3 结语

在生活当中我们比较常见的，是当太阳照射到沙地上面时，会因为空气接近沙面的热空气层上、下密度不一样，使折射角度发生变化。当远处光线照射到地面或者其他物体上面时，进入空气层的折射率会再次折射，因此在不同环境、不同位置所形成的景象都是不相同的。掌握海市蜃楼的形成规律，就更加有助于我们解释生活中一些现象，从而揭开大自然神秘的面纱。

［1］朱龙.蓬莱海市蜃楼形成的气象因素季节分布及征兆［J］.气象，2007，(11)：201-202.

［2］郭守月，冯克成.媒质中的光线族方程与折射率的关系研究［J］.长春理工大学学报，2006，(04)：72-73.

Discussion on The Reason of Formation of Mirage

GUO Xi-dong
(Xiangtan No.1 middle school,Xiangtan 411100,China)

Mirage,is a natural phenomenon formed by light refraction and total reflection,earth objects reflect light by atmospheric refraction and the formation of the virtual image.This paper mainly analyzes the causes of the mirage.

Mirage;Reason;Analysis;

G633.7

A

1674-8646（2015）09-0097-02

2015-06-04