太阳变成了四角形

    看了这个题目，你一定会责怪笔者故弄玄虚：太阳明明是圆形的嘛！怎么会成为四角形的呢？其实，这是实有其事的。

    1933年9月13日，美国学者查尔贝在美国西海岸较高纬度的地方观测日出时，拍摄到一组十分珍奇的照片：一轮又红又大的太阳慢慢西沉，开始由圆形变成椭圆形，继而又由椭圆形变成了馒头形，上圆下平。渐渐地，太阳的上半部也被削平了，最后变成了一个罕见的、近乎长方形的太阳，出现了有楞的四只角。这组照片，引起了有关研究者的重视。半个多世纪以来，一直被作为珍贵资料引用。

    其实，这种现象并非绝无仅有。据说，北极附近的爱斯基摩人，很早以前就曾经发现过。

    1978年，日本汽艇开到北极地区，艇上的人也看到了四角形太阳。

    1982年8月12日晚，气象工作者王振阁先生等人，就曾在吉林省扶余县松花江大桥上，亲眼目睹了一次美丽而又奇异多变的太阳奇观。那天日落时，太阳的边缘破碎得像锯齿形，其颜色也变得愈加火红。从6点30分开始，颜色又由火红色逐渐变成了金黄色，形状变得像一只坛子，边缘处好像冒着火苗。又过了一会儿，“坛子”变成了不规则的三角形，并持续了3分钟。接着，又变成了四边形，边缘也更加破碎。2分钟后，在太阳的两边，出现了两只“耳朵”（日珥）。当其沉落到还剩1/3在地平线上时，样子很像一只倒扣着的碗，清晰、美丽。随着“碗底”和“碗身”逐渐缩小、下沉，直至消失，在沉没处化作一道白光。整个过程持续了15分钟。

    奇异的是，在中纬度地区，这种现象居然也有发生。1979年，湖北省的一位中学生，就曾幸运地看到过太阳在降落时变成了四角形。

    我们现在知道了，四角形太阳其实是畸形日的一种，只不过它的变形更为夸张罢了。

    畸形日的形成

    如果你有机会经常到大海边看日出和日落，就会发现，那轮从大海里冉冉升起的红日或向大海中慢慢沉落的太阳，并非每次都是正圆形。好多时候，它都呈现一种扁圆的形状。我们把这种形状叫做畸形日。

    那么，畸形日是如何形成的呢？

    原来，它是由于太阳光通过上下密度不同的大气层时，光线发生折射、反射等原因造成的。

    我们切不可认为，太阳光在任何时候、任何情况下都是直线传播的。在密度不同的大气中，它的传播就发生了变化。在地球周围，大气层的密度是由下而上逐渐减小的。太阳光经过密度不同的大气层时，便不再呈直线照射，而是偏离原来的方向，产生折射。由于折射系数的大小与大气密度和太阳的高度有密切关系，所以我们平常见到的太阳光线穿过大气层时，总是改变它本身的路径，太阳的位置也比它真正的位置高出一个角度。这个角度的大小随太阳所处高度而改变：高度角愈小，则折射角愈大。紧靠地平线附近，折射角竟达35＇之多。只有当太阳正好位于天顶时，我们看到的才是它的真正的位置。除此而外，都比原来位置略微高一些。特别是当太阳沉落到地平线以下35＇处时，我们仍旧可以看到它处在地平线以上。这就影响了太阳在地平线附近初现或消失时的速度，使之初升或沉落时发生变形：有时呈扁圆形，有时则呈其它奇形怪状。

    从这组照片中我们已经看出，随着太阳的慢慢降落，其外貌因大气的折射而严重变形了。这种折射，使“视太阳”的高度和宽度之比约为26.5∶32，难怪观赏者看到的太阳是扁平的。

    在极地和高纬度地区，由于陆地和海面温度常常很低，使得近地层的空气温度低于高层的空气温度，于是便出现“大气逆温”现象，靠近地面或海面的空气密度大，愈向上密度愈小。当接近地平线的太阳光从这种低空大气中通过时，就发生了折射，这种折射随着太阳的下沉明显地发生光线向地球一侧弯曲，所以太阳下部分光线就偏折得特别厉害，使得其下缘就像用刀子削过那样平直，成为一条平行于地平线的直线。随着太阳逐渐下沉，它的上半部分也逐渐发生光的偏折。这样，到达一定高度时，太阳的上下边缘就都被折射成为直线形，于是乎，奇异的四角形太阳就形成了。但这种现象极为罕见，必须在极地或高纬度地区的无风、无云、空气中没有冰晶雾等严格的天气条件下才可能产生。而这些地区，风和冰晶雾往往经常存在。因此，这一奇观也就很难使一般人都能饱尝眼福了。