长河落日圆不圆？

于鹏翔

“大漠孤烟直，长河落日圆。”关于王维写下的这千古名句，上期我们讲解了“烟”是什么烟，那么“长河落日圆”中又含有什么有趣的知识和故事呢？

绕弯的蛇曲

首先，我们来猜一猜这条“长河”究竟是哪条河。有人说是黄河，也有人说是发源于祁连山的黑河的支流，他们大多是通过王维当年的巡视路线推测的。但是唐代人不像现代人出行时有精确的地图指路，古代地名和现代地名也有很多不一致，所以这个问题并没有定论。

在研究资料的过程中，我看到了一个很有意思的理由：想看到“长河落日圆”，要沿着河流的流向向上游或者向下游看，黄河在宁夏境内是由南向北流，而日落是在西边（实际上一般都不是正西方向），所以这条河不会是黄河。

这种说法存在一个思维漏洞，就是宏观和微观的差异。黄河在宁夏大体上确实是从南向北流，但是具体到某一个地方的时候，黄河的流向却是不定的。在王维可能去的沙坡头地区，黄河绕了一个弯。这种弯在地理学上叫作蛇曲。通俗地讲就是河流会拐一个将近180度的大弯。所以王维站在沙坡头确实是有可能看到长河落日的。

落日圓不圆？

其实，即使王维真的见到了长河落日，他也看不到圆圆的落日！你有没有发现，我们看到的落日并不是个正圆形？日落的时候太阳似乎是被压扁了一些。这是为什么呢？

当笔没入有水的杯子时，就像是折断了一样。为什么？估计很多同学都会脱口而出：“因为光的折射嘛！”是的，光的折射是光由一种介质斜射到另一种介质时，其传播方向发生改变的现象。杯子里面的水造成了光的折射，于是笔看上去就像是折断了一样。

同理，太阳射到地球上的光线就像是笔，地球的大气层就像是杯中的水，阳光由真空射入地球的大气层也会发生折射，所以太阳看上去好像是被压扁了一些。不只落日，日出的时候太阳的形状也会发生变化。也许有的同学会进一步提问，为什么日出和日落时太阳的形状会发生变化，而正午的太阳看上去却没什么变化呢？

为了更容易理解，我们可以画两个同心圆，外面的代表大气层，里面稍小的代表地球。正午太阳在头顶，我们在竖直方向从外圆向内圆画一条垂直线；傍晚太阳落山，我们在内圆12点的位置向左画一条横线与外圆相交；清晨太阳升起，我们同样向右画一条横线与外圆相交。这样一比较，我们就很容易看出，横线要比竖线长。

光的折射现象不仅在不同介质之间发生，在不同密度的同一种介质之间也会发生。地球上的大气密度在近地面较大，在高空中较小。当光线通过大气时，大气中的水分子、气体分子和其他微尘会折射部分光线，令这些光线射向其他方向。于是，太阳光线从太空进入地球大气层便会发生连续的折射。日出和日落时，光的折射现象最为明显。在同一时刻，太阳的上边缘和下边缘受到的大气折射程度不一样，上边缘受到的影响会比下边缘大。这样就造成了太阳垂直方向的直径比水平方向的直径看上去短一些，在我们观察者看来，太阳就变成了椭圆形。所以从科学的角度来说，王维当年看到的不是“长河落日圆”，而应该是“长河落日扁”。

方形的太阳？！

太阳不仅能变成椭圆形的，在一些特殊情况下，甚至能变成方形的！

方形太阳最早在1933年9月13日傍晚被美国学者查贝尔于美国西海岸拍摄记录下来；1978年3月12日，日本学者堀江谦与同行的另外两名学者在加拿大的雷索柳特观测并拍摄到了方形太阳；2003年10月18日下午5时15分，湖南省长沙市中学生邓棵也观测并拍摄到了方形太阳。

在特殊的天气情况下，地面和海面的空气温度很低，上层空气的温度高，从而使得下层空气密集，上层空气稀薄。光透过大气层便会产生明显的折射，那些靠近地表或是海平面方向的光比更高角度的光要经过更多偏折。太阳上部和下部的光线都被折射得十分厉害，几乎成了平行于地平线的直线，人们就能看到太阳被压成奇妙的方形。

迷惑人的蒙气差

不仅如此，我们看到太阳所在的位置其实并不是太阳的真实位置。大气的折射作用使太阳看起来比实际高，两者的差值与太阳在天穹上的位置有关，这种现象被称为蒙气差效应。一般说来，太阳在地平线附近时，光线的折射作用对它的高度影响最大。此时，我们看到的太阳高度的误差也最大。我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，实际看到的是它处在地平线下方时发出的光，只是由于大气的折射，我们才“看到”太阳处于地平线上方。

罕见的绿闪和蓝闪

太阳不仅会变形，它还会变色呢！曾有人拍摄到太阳上的绿色闪光，这是一种罕见的大气光学现象，叫作绿闪，只有在遥远、低矮的地平线处才能看到，持续的时间也只有几秒钟。

其实绿闪出现的原理并不是很复杂，它和三棱镜分解白光的原理是一样的。阳光到达地面，需要穿过地球的大气层，在大气层中被折射。由于不同颜色的光折射率不一样，它们就会分散。在白天的大多数时候，阳光穿过大气层的距离比较短，色散现象并不明显。但是在落日的时候，阳光穿过大气层的距离长，色散现象变得更加明显。这时候，大气层就像是一个翻过来的三棱镜。阳光被大气分解为七色光，当绿色落到你眼睛里的时候，你就看到了绿闪现象。甚至有时候还会出现更罕见的蓝闪现象。

走出家门，找一个空旷的地方，安静地看落日吧。看看它是不是扁的，说不定，你也可以看见神奇的绿闪呢！