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杭州又发生巨响,舟山还突现漫天红光,是福是祸还是有科学?

5月8日下午1点40分钟左右,杭州许多市民又听到了突如其来的两声巨响,而在此前的3月19日下午,也有过一次巨响,震得窗户都瑟瑟发抖。与这次两声巨响遥相呼应的,是距离杭州约200公里的浙江舟山,5月7日晚上突然出现漫天红光

记者很快就从杭州市气象台了解到,在巨响发生时没有监测到雷声;同时得到浙江地震局的回应,截至到5月8日下午2点49分,杭州市及附近地区没有记录到地震活动。由此可见,发生在5月8日下午1点38分左右的两声巨响,与打雷和地震都没有关联。

而关于舟山出现红光乍现的异象,舟山气象局回应称:这可能是光的折射和散射现象。

虽然如此,还是有许多人很是疑惑:这些现象的出现到底是福是祸,其中蕴含着什么科学道理?现在时空通讯来谈谈自己的看法,欢迎一起探讨。

两次出现的巨响只能是音爆

这种现象在靠近军用机场的偏僻乡村小镇时常出现。

所谓音爆是物体运动超过音速时产生的一种现象,是一种物理现象。就是当一个物体运动速度达到音速时,由于声波无法离开物体向前运动,开始在物体前面堆积,形成一个声音屏障。

而当物体运动超过音速,音障则会在物体运动前方产生稳定的弓形震波,当物体经过人们上空时,这些震波呈锥形向地面压来,形成冲击波,形成的空气压力差导致发出爆裂声,这就是音爆。

简单地说,音爆就是物体速度突破音障时产生的冲击波。

冲击震波和音爆响声大小,与超音速运动物体的体积和质量有关,体积质量越大的物体,形成的音爆就越响,冲击震波就越大。而人们常常听到的轰响声,其实是超音速飞机从头顶飞过形成的音爆,如果飞机飞得够低,甚至会震碎窗玻璃。

声音在空气中的运动速度约340米/秒,超音速飞机时速至少要超过1224千米,1倍音速即称为1马赫,以此类推。客机的飞行时速一般在800~1000千米/小时,因此不会出现音爆,而现代战机一般都具备超音速,因此我们听到的音爆主要是战机经过上空导致的。

战机一般作战半径为1000千米,因此出现战机训练的音爆响声,说明在半径1000千米的范围内可能存在军用机场。超音速飞机音爆和噪音对居民生活影响较大,因此超音速战机训练一般不会在人口稠密的地区进行,这就是平时偏僻乡村小镇常常能够听到音爆震荡,而大城市极少听到的原因。

杭州连续几次听到这种音爆,说明最近战机训练很频繁,而杭州距离台海较近,这里面或许很有些想象空间。

关于超音速音爆问题,我在前不久回答《为什么有时会轰隆一声巨响,然后感觉窗户、房子也跟着震动呢?》这个问题时,已有详细说明,有兴趣的朋友可前往查阅,这里就不展开说了。

可见光常见的几种散射现象

光的散射现象有多种,今天只说说常见的米氏散射和瑞利散射。它们都是一种光学现象,都是光在通过大气微粒时发生的散射现象,但它们并不是一码事,它们之间明显的区别在于光与粒子的大小尺寸比例。

米氏散射是当大气中粒子的直径与入射光波长相当时发生的散射,这种散射主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶等引起,其散射强度与频率的二次方成正比,且散射强度从光线发出向前方向比向后方向更强,有明显的方向性。

瑞利反射又叫分子反射,是当大气中的粒子尺度远小于入射光波长时发生,一般粒子应小于入射波长的1/10,其强度与入射光波长的四次方成反比,且反射光线的前进方向和反方向程度是一样的,因此没有明显方向性,但在入射光线垂直的方向上程度最低。

分辨米氏散射和瑞利散射有一个公式,表述为:X=2πr/λ。这里的r是粒子半径,λ为入射光波长。当X<1时,适用瑞利散射;X≥1时,则适用米氏散射。

简单地说,就是当散射介质颗粒极小,小于入射光波段很多时,才会发生瑞利散射,而由于其强度是波长的四次方,因此波长较短的蓝紫光比红光散射更明显,天空的蓝色就是瑞利散射的结果。

因为太阳光在大气层上方散射时的介质是大气分子,属于分子散射。蓝紫光的波长在400~480nm之间,大气分子的直径只有0.1nm,反射介质远远小于波长的1/10,因此是典型的瑞利散射。

那么,出现在舟山的漫天红光是什么散射呢?

许多网友说这种散射光就是瑞利散射,看了前面两种散射的区别,都知道这种说法是错误的了。

根据舟山气象局提供的信息,当时天气有雾和烟尘,大气中水分较多形成气溶胶。雾滴的直径在1~100μm,气溶胶的直径在0.001~100μ米之间;而红光的波长在700nm(0.7μm)左右。这样看来,当时的散射介质普遍比红光波长要大,更比蓝紫光的波长大很多,因此这绝不是瑞利散射。

米氏散射的特点就是散射介质与光源波长差不多或大于波长时发生的现象,且多发生于红光波段。照片中还可以看出,这些散射光有明显向上向前更强的方向性,这些特征都与米氏散射相符,因此可以认定这次红光漫天的散射现象就是米氏散射。

那么这个散射的光源是什么呢?有人经过定位发现,发出红光的位置在舟渔公司的码头,通过查看船讯网,当时马头上正停靠着一艘捕捞北太秋刀鱼的远洋船,而猎捕秋刀鱼的诱导灯就是一串串红灯。

当夜,这些漫天红光并没有彻夜发出,而是后来就消失了,正好与这艘船灯关闭时间相符。这下就完全对上号了,原来是北太秋刀鱼捕捞船上的红灯散射出了漫天的红光。

至此,一切都真相大白。

这次舟山出现的漫天红光和杭州突发的巨响,虽然一前一后发生,看似互相呼应,其实没有任何必然联系,只不过是一种巧合。它们都是一种物理现象,是人造物体与大自然融合产生的现象,都可以用科学来解释。

对此,各位怎么看?欢迎讨论,感谢阅读。

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