壮丽的青藏高原是无数人一生难忘的梦想,也是他们想再次去的地方。在沙漠雪山的背景下,高原上的天空是深蓝色的,这尤其令人印象深刻。低海拔地区也有蓝天和白云,但是天空的感觉和高原的很不一样。怎么回事?

事实上,天空本身没有颜色。在太空中,我们只能看到灿烂的太阳和周围的黑暗空间。地球表面有稠密的大气层,这不仅为人类提供了基本的生活条件,而且使天空变蓝。太阳发出的光包括各种波长的光,在可见光波段,不同波长的阳光是红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。当阳光穿透大气层时,它会被大气层中的各种粒子散射。为什么这种散射会使天空变成蓝色而不是白色?一些科学家,如泰多、瑞利和爱因斯坦,长期以来一直在研究阳光的散射现象,并发现了被称为瑞利散射的效应。

当空气相对干净时,散射阳光的主要力量是微小的气体分子,这就是瑞利散射。这些分子的直径比可见光的波长小得多,当散射阳光时,它们是有选择性的。散射光强度与光波波长的四次方成反比。蓝紫色光的波长约为400纳米,只有不到60%的红光波长为700纳米。因此,蓝紫色光的散射强度接近红色光的十倍。大气吸收阳光、散射和光,其中波长较短的紫光吸收能力较强。透过厚厚的大气层,到达地面的紫光变弱了。人眼的颜色感知器官由红、绿、蓝三个视锥组成,对紫光相对不敏感。几个原因的结合使得晴朗的天空看起来是蓝色而不是紫色。当太阳从东方升起或从西方落下时,太阳穿过厚厚的大气层。甚至蓝光也被大量吸收,天空呈现美丽的橙红色。

知道为什么天空是蓝色的,就很容易理解为什么高原上的蓝天如此深邃而美丽。高原的海拔通常是3.4公里甚至更高,这里的空气比平原的空气稀薄得多。以西藏的首府拉萨为例,那里每立方米空气的密度只有810克,仅略高于海平面的60%。这里的瑞利散射不如低海拔地区强,所以太阳很刺目,天空的蓝色也反映了空间的纯黑色背景,但显得极其深邃和美丽。

如果你乘飞机甚至火箭到达大气层的较高位置,稀薄的大气层不再能吸收紫光,那么天空将变成深蓝色-紫色。当天空远离地球时,它最终会变得像外面的天空一样黑暗。