5月14日，“北京出现绝美晚霞”的消息登上热搜，引发热议。下班路上抬头突然看到晚霞，匆忙的人们纷纷驻足观赏，瞬间治愈了一整天的疲惫。
不过，这样的浪漫可不是机缘巧合
而是可以预测的
看完这篇文章
一起来试试能不能蹲到晚霞吧~
01
霞的分类
日出、日落时出现在天空、云、山川或建筑物上的色彩叫做霞。日出时的霞叫朝霞，日落时的霞叫晚霞。根据发出霞光的对象，可以分为天空霞、云霞和地物霞。
天空霞
由空气分子及其悬浮的尘埃、杂质等颗粒对太阳余晖散射形成的霞。此时的天空不需要有云，整个天空都会布满霞光。
天空霞 李俊摄
云霞
云霞是天空的云对大气层散射后的太阳余晖再产生漫反射、散射所形成的色彩，披上红色霞光的云也常被称为火烧云。
云霞 李海胜摄
地物霞
我国著名气象学家王鹏飞在其论著中专门强调了由山川、建筑物等对太阳余晖漫反射形成的色彩也是霞，霞的颜色主要由太阳余晖的颜色决定，这里我们称之为地物霞。
地物霞 戴云伟摄
每年冬至前后，落日光辉穿过北京颐和园的十七孔桥形成地物霞，所有桥洞都被夕阳染上了金灿灿的颜色，呈现出壮丽的景观，俗称“金光穿洞”。
地物霞（金光穿洞） 王秀丽摄
02
霞的成因
要想了解霞的成因，我们首先要了解大气中的一种光学作用—散射。
太阳光在穿透大气层时，被日光照射到的所有的空气分子以及悬浮在其中的各种颗粒，都会变成一个个独立的光源，就像一盏盏“灯泡”照亮周围，因为它们个头实在太小，亮度也太弱，所以我们在视觉上无法分辨出每个光源，只能看到发亮的天空。
如果没有大气层里的这些“灯泡”发光，即便在白天，太阳之外的天空看上去也会是一片漆黑。空气分子对不同的光散射作用不同，散射蓝色光的能力是红色光的3.44倍，因此平时我们看到的天空是蓝色的。
散射作用 戴云伟绘
在日出、日落时，太阳光线要比中午经历更长距离的大气层散射，因此，到了低空，日光中会剩下更多的偏红色成分，橙红色的余晖就弥漫了低空大气，这正是洁净的天空也会出现霞的原因。
霞的简单成因示意图 戴云伟绘
除了大气层中空气分子产生相对简单的散射作用外，大气中还悬浮着水滴、冰晶、尘埃、烟粒、孢子、花粉、细菌等气溶胶质粒。这些颗粒对光的散射作用就相对复杂一些，它们会因自身直径的大小而散射出不同颜色的光。
在有云时，云在霞的形成中扮演着更为重要的“魔术师”角色，它们通过自身形状、厚度、水滴或冰晶大小的变化不断变换着霞的颜色，让每次出现的霞都独具一格，绚丽多彩。
另外，云的反射也发挥着辅助作用。天空、云与地物之间通过各种散射与反射的交相辉映，从而形成更加复杂多样的霞。此时已经很难分辨到底是谁在反射、谁在散射。复杂的霞如同陈年老酒，你已经无法分辨具体是何种成分在散发着芳香。
霞的复杂成因示意图 戴云伟绘
03
如何预测霞的出现？
霞作为一种出现在大气对流层中的天气现象，和大气中的其他现象一样，都可以结合大气科学理论，对霞的出现作出提前预报。
在万里无云的晴空，如果空气中悬浮的气溶胶颗粒不断增多，能见度降低到10千米以下时，就形成了霾这种现象。只要天气预报中预报到在日出或日落时段内有霾，基本就可以判定会有天空霞的出现。
云是天气系统的“外衣”，当带来天气变化的天气系统经过当地时，往往有一系列的云会出现在天气系统的不同位置。
天气系统中各种云对应的位置 戴云伟绘
在天气系统即将到来或即将移出本地时，恰好出现在日出或日落时段，那么我们就可以根据天气系统的移动规律预报出云霞的出现。
5月14日中午，笔者就根据天气系统的移动规律预报到了晚上可能出现云霞，这次云霞就出现在一次天气系统过境的尾声阶段的层积云上。
04
霞对天气的预兆意义
自古以来，人类就在关注霞，并试图找出它与天气变化的关系。通过长期的经验， 也总结了很多有预兆意义的气象谚语来预测天气。
因为霞光主要是空气分子或悬浮质粒（如水滴、冰晶、尘埃、烟粒、孢子、花粉、细菌等）对光的散射而形成。而天气变化时，天空中的水汽和云都会相应发生变化。因此，不同的霞光可以一定程度上间接反映天气变化以及空气质量等情况。
当天气发生变化时，空气中水汽增多，一些悬浮的气溶胶颗粒易于吸附水汽成为小水滴并继续悬浮于空中。水汽含量越大，霞的颜色越鲜艳，且富于红色。大气中的气溶胶颗粒越多，霞的亮度越弱。因此霞的颜色可以反映大气性质和状态。
“朝霞不出门，晚霞行千里”是我们熟知的谚语。这里的朝霞主要是指云霞。早晨大气稳定，尘埃少，如果云霞满天，这是天气系统即将影响本地的预兆。
晚霞主要指的是天空霞，通常是由天气系统过境后的湿洁空气形成，所以意味着天气将晴好。
不过，有时候恰逢天气系统过境，天气系统后部经常出现的高积云、层积云等也会形成色彩绚丽的云霞。
霞光大多是红色，也会随着云或大气中气溶胶颗粒成分与含量等的变化而出现紫色、金色、青色、绿色等其他颜色。例如，当工业排放的细小气溶胶颗粒增多时，容易形成紫色等其他颜色的霞。因此，霞光也可以一定程度上间接反映空气质量。
紫色的霞 戴云伟摄
不同成分和含量下所形成霞的颜色差异很大，尤其是粒子经过多次散射、相互映射，更会让霞光丰富多样、色彩斑斓。不过，无论出现什么异样的霞光，其本质上的始作俑者都是前面讲到的几个要素过程。
支持单位：北京气象学会
作者：戴云伟 中国气象局气象影视中心
责编：董小娴
来源：蝌蚪五线谱
编辑：停云
转载内容仅代表作者观点
不代表中科院物理所立场
如需转载请联系原公众号
