​【气象科普】高纬度神奇天象---夜光云

【气象科普】高纬度神奇天象---夜光云

夜光云(Noctilucent cloud)是深曙暮期间出现于地球高纬度地区高空的一种发光而透明的波状云，常呈淡蓝色或银灰色，是夜光云中的冰晶颗粒散射太阳光的结果。夜光云只出现在高纬度地区(50°～65°)的夏季，当太阳在地平线以下6°～12°时，即低层大气在地球阴影内，而高层大气的夜光云被日光照射时，才能用肉眼直接观察到。根据维基百科的介绍，夜光云是一种高空云，在高纬度50°～70°地区的夏天，形成于80公里左右的中层大气，而普通云只存在于十几公里以下的低空。这种云极其稀薄暗淡，白天无法见到，只有当太阳在地平线以下刚刚入夜而天空没有完全黑暗的时候，才显露出来。

夜光云不一定只在夜间才出现，在凌晨太阳升起或者黄昏太阳降落时，在气象条件符合时，比较容易出现夜光云。这是因为，时间太早会因为其太薄而看不见，太迟云层也会落到地球的阴影中，云中的冰晶颗粒无法散射太阳光。

纬度太高的地区在夏季处于极昼，因为夜空太明亮夜光云是不易被发现的。合适的观赏地区是纬度50°～55°之间的地区。欧洲北部和加拿大多数大城市都在这个区间之内，中国最北部的大兴安岭恰好也处于这个区间，纬度最高的漠河（北纬53°线）在夏季多次出现夜光云。

夜光云又被称为极地中气层云，当它们从外层空间被看见，就被称为“夜耀云”，从地球上看见，就称为“夜光云”。夜光云看上去有点像卷云，但比卷云薄很多，主要类型有面纱型、条带型、波浪型和漩涡型。

1883年，人类第一次观测到这种夜间发光的云，随后，夜光云的出现越来越频繁，与以往相比，时间更长，纬度也更低，但是为什么会出现夜光云一直是个不解之谜，夜光云的成因科学界还有争议，最主流的理论认为它主要是由极细的冰晶构成，这个经验理论在对流层同样成立。随着科学技术水平的提高，可以利用火箭和卫星对夜光云进行探测，大气物理学家研究表明，南北两个半球的夜光云有很大的不同，北极上空的夜光云看上去比南极上空的夜光云更亮一些，出现的高度更低一些。但形成夜光云都需要三个条件：低温、水蒸汽和尘粒，只有在较低的温度下，空气中的水蒸汽才能凝结成极小的冰晶，这类冰晶颗粒的半径一般为0.05～0.5微米，当地平线下的太阳光反射到这些微粒上，就会出现用肉眼可以观察到的云霞。

夜光云与彩霞的形成有相似之处，都是云层被日光散射作用的结果，如同放映电影，通过放映机把画面投影到银幕上。而我们常见的晕、华等，则是日光或月光通过薄的透光卷层云中的冰晶时发生折射和反射，在太阳或月亮周围形成光环。

2014年7月5日和6日，摄影师陈德成在中国最北的漠河拍到完美的夜光云神奇天象，引起人们广泛关注，此后几年间，在漠河发现夜光云次数越来越多。2020年6月9日1时10分（以下均为北京时）、6月14日22时30分、6月16日0时8分漠河均出现了夜光云。

气象工作者对漠河出现的夜光云进行了跟踪观测。夜光云的云体是一种普通的卷云，有的独自生成，有的由其它云层演变而来，夜光云除卷云做为主云体外，有时还伴有少量中云族的透光高积云，一些零散的卷云（密卷云）也可以形成夜光云，但由于云体小亮度低不易观测到。夜光云在晴好天气和少云天气条件下都可能出现，特别是在夏至前后出现的机率更高，有时会连续几天出现。

在夏季，日落时间晚，日出时间早，由于曙暮光持续的时间在赤道最短，随纬度增加而增加，因此，夜光云在前夜出现晚，一般在22时以后，在后夜出现则早，一般02时之前。从夜光云出现的初始和持续时间来看，夜光云不仅在日落之后、日出之前出现，在夏至前后几日可以在午夜出现，这是因为高纬度地区暮光和曙光间隔时间短，太阳还处在与地平线夹角6°～15°之间。

大气层按高度分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层，气象学按云的外形特征、结构特点和云底高度将云分为低云、中云、高云三族，均在大气对流层。国外相关学者认为夜光云是一种形成于高纬度地区大气层中间层的云，距离地表82～102公里的大气空间边缘部位。而在漠河所观测到的夜光云是在大气层的对流层，为高云族中的卷云，距地面高度为6公里左右（或更高一些），这也许是漠河所处纬度相对较低的原故，或是上天对漠河的特殊照顾吧。

在漠河出现的夜光云稳定少动，因云层较薄，水汽含量小，不会产生降水，既利于云层散射太阳光，又利于观赏。夜光云云体具有明显的纹理结构特征，看上去显得细腻、柔美，在夜空中有一种蒙胧感。颜色多为银白色、银灰色，像似月夜下的兴安雪原，有的又呈淡蓝色，泛着蓝莓般的光泽，多数夜光云的云底都有类似橘红色的朝霞或晚霞，这正说明太阳刚刚落下或正在升起。夜光云的亮度有明有暗，从整体上看像似一幅山水水墨画，异常明亮时，将渐黑夜空映衬得清晰可见。夜光云的明亮部分有的布满整个云层，有的不到云体的一半，其形状有的像似大海层层起伏的波涛，极为壮观，有的像似幔状轻纱，在宁静的夜空中自由飘动，有的呈横向排列分布，像似一排排冰晶玉洁的白桦林。

夜光云出现在高纬度地区，又位于正北方，由于人们缺乏对相关天文知识的了解和认知，许多人误以为夜光云就是北极光。需要指出的是，虽然二者都出现在高纬度地区、都是在夜晚晴好天气、无风或微风及能见度极好的天气条件下出现，但夜光云与北极光有很大不同，一是形成的原因不同，极光是太阳风强烈暴发，受地球磁场影响并与高层大气中气体原子和分子相撞击形成的，而夜光云是云中的冰晶颗粒受太阳光散射形成的，它的发光体是云；二是出现空间不同，极光出现在高层的无云大气中，有广阔的空间，夜光云只出现在大气中低层，必须有合适的云层存在；三是形态与动态不同，极光有多种形状，变幻莫测，夜光云相对静止稳定，形状随云层而定；四是颜色不同，极光绚丽多彩，以绿色最为常见，红色、白色和蓝色也会时常出现，夜光云只有淡蓝色或银灰色；五是出现时间不同，极光一年四季都可以出现，且出现时间不固定，甚至十几年都很难见到，夜光云只出现在夏季，主要以6月份为主，并且每年都会出现；六是拍摄取像不同，拍摄极光需要专业的摄像机，普通相机是拍不到极光的，而亮度强的夜光云用普通相机和手机就能拍摄到。

尽管追逐北极光是众多旅行者的终极目标，但极光可遇不可求，在太阳风暴平静时很难出现，而在太阳活动极小周期年夜光云却频频出现，并在夏季成为“常态化”。夜光云的出现为北极漠河又增添了一个神奇天象，在一个清凉的初夏之夜，观赏到罕见的夜光云也是极为幸运的。夜光云是大自然一个美丽杰作，如果北极光与夜光云能够同场相映漠河，那将是一次最美丽的相遇。