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西藏上空出现神秘发光现象,如调色盘般绚丽多彩,是为何物?

当我们仰望夜空,除了点点星光和横跨星穹的银河,还有一些暗淡的光芒是我们的双眼不容易看见的,比如黄道光、对日照、气辉等。由于我们的双眼在黑暗中只能感受到一定亮度的光源,这些暗淡的光芒常常消逝在城市灯光或者天光之中,有的甚至在最黑暗的夜空中也不能被直接看到。在这些暗弱的光芒中,最多彩的非气辉莫属。

然而2014年春末在西藏自治区日喀则地区岗巴县记录到的潋滟夜空则是最奇特的一次。

岗巴县与印度锡金邦相接壤,藏语为“雪山附近”之意。这里东、西、南三个方向均被连绵起伏的喜马拉雅山脉所环抱。在县城里就可以享受到、岗城耀峰和卓木玉莫峰等顶级雪山的盛宴。

我从拉萨出发,抵达岗巴县已是傍晚,吃过晚饭后,天空中繁星点点。我们选择在岗巴县外10km的一个开阔地进行星空拍摄。架设好相机和赤道仪后,我首先将镜头对准头顶的天空。除了那熟悉的狮子座、大熊座、牧夫座等春季星座外,照片上呈现出惊人的波纹状气辉,尽管在平时的观星体验中已拍到过各种各样的气辉——有的是块状的,有的是带状的,有的只有一种颜色,有的数种颜色依次堆叠,

不同于跋涉亿万光年才来到地球的星光,气辉离我们并不算遥远,它们来自于离我们地面几十公里到一百五公里左右的高层大气。一些化学过程导致高层大气中的粒子发出的各种颜色的光辉,然而它们往往非常暗淡,我们的肉眼并不能直接看到它们。但我们使用相机拍摄夜空的时候,随着曝光累积,这些光芒可以被相机记录下来。

我将镜头转向南方,我惊奇的发现那漫天的气辉竟然是从喜马拉雅山脉上空辐散出来。其中心呈现的旋涡状结构,更是让我大吃一惊!除了红色气辉外,其间夹杂着黄色和绿色,甚至是蓝色的气辉。

我急忙向袁凤芳和黄小珊跑去,她们也捕捉到了如此壮观的气辉现象,显然大家都被眼前这一切惊呆了。因为气辉对环境要求非常高,并不常见。而且气辉通常仅出现在地平线附近,只有极少数时候才会弥漫整个天空。然而眼前这旋涡状的结构可以说是前所未有的,它仿佛像水中的涟漪。

短暂的惊叹之后,我们开始抓住机会进行星野创作。远处的岗城耀和卓木玉莫雪山正好出现在气辉下方,思量片刻,我决定将芒果和小俗一起拍入画面里。于是我换上50mm镜头并尝试重新构图。

通常在构图阶段我会选择使用超高ISO进行拍摄,因为这样可以节省大量曝光时间,而且这样的拍摄方法偶尔还能捕捉到流星之类的意外收获。我将相机设置在ISO102400,  光圈f1.6、曝光时间0.8秒的参数上。显然这次幸运女神又意外降临,我竟然捕捉到了极为罕见的红色精灵现象。

红色精灵是一种伴随着雷雨所产生的高空大气向上的放电现象,在空中出现的时间不到三十分之一秒,有如鬼魅一般难以捉摸。关于红色精灵的第一个影像记录仅仅出现在25年前,由明尼苏达综合大学的物理学教授John R偶然拍摄到。而我国的观测记录仅有少数的一两起。

红色精灵的观测难度非常高,可以说是可遇而不可求,如果想成为捕捉红色精灵则需要以下几点条件。

1、由于红色精灵发生在雷雨云的上空,观测时需要在距离雷雨云200至800公里外的地方;

2、为了避免大气的干扰,观测地点需要选择在高山上,而且天气必须十分晴朗;

3、红色精灵的发光时间通常不到三十分之一秒,亮度也不很明亮。想要捕捉红色精灵需要感光度极高的拍摄设备;

在这幅图中,红色和绿色的气辉仿佛是天空中的绽开的涟漪,氤氲在世界上最高的山脉之上。然而,根据科学研究,红色和绿色的气辉分别来自于不同的反应过程,也处于不同的高度,为什么会出现这样的形态呢?

这可能与大气中的一种叫做重力波的现象相关。如同在水里投入一颗石头,会有以石头为中心向外扩散的波产生,在平稳大气中扔进一颗“石头”也可能会产生类似的波。这颗“石头”很可能就是来自低层大气——一些距地表十几公里处的强对流天气产生了上传信号,这些信号可以一直上升到80-150公里处,犹如在平静的高层大气中投入了一颗石子,由此激发的“波”叫做重力波。它们的传播范围非常大,同时它们会影响这个高度附近的气辉的可观测形态的。

尽管奇特,但这样涟漪般的气辉并不是第一次出现了,由于它们常常与强对流天气和重力波相关,是计算相关数值如重力波波长的重要资料的一部分,气象学家们对它颇感兴趣。NASA特地发射了SUOMI NNP气象卫星,它搭载了一个特殊的DNB探测器,可以观测气辉的分布。根据它的观测记录,在2012年4月15号在德克萨斯州附近就观测到一次因强对流天气引起的这种形态的气辉分布。幸运的是,SUOMI卫星也记录到了我们这次看到“涟漪”,它很可能是由孟加拉湾处的一次强对流天气引起的。这也与我们当时看到的情况相符,由于西藏通透的天气,当时我们一直看到很远处有闪电落下。同时我在拍摄这张照片照片前后,竟然还拍到极为罕见而神秘“红色精灵”,这种向上放电的现象一般也随强对流天气出现。

气辉如同撒在夜空中的调色盘,这种来自高层大气的暗淡的光辉和来自低层大气的强对流天气一起画出了天空中的涟漪,也许是一朵献给宇宙的花。下次仰望夜空的时候,你会想起它吗?


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