顶级天空美学：见过就是被天空眷顾的人

“我的意中人是个盖世英雄，有一天他会踩着七色云彩来娶我”，这句经典台词相信大家已经耳熟能详，那大家是否知道，云作为我们生活中最常见的美景，却也有着我们不曾见过的多种形态？或许此时此刻抬头仰望，你就能看见不一样的景象。

云有很多种分类，从形态上分，云主要有三种，即积云、层云和卷云；从所处高度来分，云又被划分为三个云族，即高云族、中云族和低云族。还有一种特殊的分法，便是将积雨云从低云族中划分出来，被称为直展云族。

云的形成，少不了两个基本条件，充足的水汽和冷空气。从地面往上的大气中，离地面越近温度越高；反之，越往高空温度越低，气压也低。当水汽进入大气层，随着高度的增加，空气越稀薄，气压越低，上升的水汽就会膨胀。水汽的膨胀会消耗自身的热量，因此，上升空气中的温度降低。温度的降低，大气层容纳水汽的能力则越来越小。当温度降低到一定程度时，空气中的水汽便会达成饱和。这时，如果空气继续上升，就会有多余的水汽析出。当水汽在上升过程中，大气里的温度高于0℃时，多余的水汽便凝结成小水滴；当温度低于0℃时，多余的水汽则被凝化为小冰晶。当这些小水滴和小冰晶逐渐增多，并“相聚”在一起达到一定数量时，便形成通过肉眼可以看到的云。

不仅如此，大气中含有大量的微粒，比如尘埃、盐粒等微小粒子，它们被称作“凝结核”。它不但能使大量水汽凝结，相聚，更能使它们依附于自己身上。因凝结核的作用，大量碰撞并结合在一起的水汽分子终于得以“团聚”，它们“化零为整”，形成大小不一的云。

既然已经了解了云的基本形成，那么接下来我们直接开启进阶版，一边欣赏美景，一边学习美景是如何产生的。

彩虹云

这是在云的边缘发生光的衍射产生的彩虹色散，这种分光效应是由于光与云中微小颗粒的相互作用，导致云层边缘呈现彩色条纹。当阳光穿过云中小水滴或者冰晶时，光会发生衍射，波长不同产生的衍射角也不同，就会形成彩色的效果。

以衍射光栅为例，衍射角度随波长增大而增大

但是彩虹云一般产生条件比较苛刻也不容易观察到，薄云：较薄的云层能够使得光线穿过并发生衍射；倾斜的阳光：日出或者日落时分的阳光角度最容易发生衍射和色散；均匀的颗粒：云中的水滴或冰晶大小相近，确保光的衍射效果一致，色彩更加鲜明。

彩虹云和彩虹的区别在于彩虹是雨滴中的光折反射形成的，而彩虹云则是通过云中微小颗粒的衍射形成的。彩虹需要观察者背对阳光，而彩虹云则可以在阳光照射的云层中直接观察到的。

贝母云

贝母云因为和贝壳的彩色光影相像而得名，也是由云中微小粒子衍射而成，不过它形成于距地面20-30千米的平流层，远高于普通的对流层云，而且需要极低的气温，温度需要低到零下80摄氏度左右。所以只能在冬季的北欧、冰岛和加拿大北部等高纬度地区才能够观察到。通常出现在日出前或者日落后，相较于彩虹云，贝母云更加的鲜艳明亮，而且《呐喊》这个名画背后扭曲的天空和云彩的灵感就有可能来自贝母云。

贝母云也被称为“极区平流层云”，它最常在冬季的两极地区平流层，这种云的表面可以吸附并分解氯贮存物质，在南极臭氧洞的行程中扮演重要角色。

夜光云

说完贝母云之后就不得不想到夜光云，和极区平流层云相对应，夜光云被称为极低中气层云，是指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。它一般都需要有三个条件：更低的气温、水蒸汽和尘埃，这样水蒸汽才能凝结成极小的冰晶。

它形成于中间层云，距地面高度80千米左右，并且温度要在零下120℃以下使得空气中的水蒸气凝结成冰晶，且只能在高纬度地区的夏季才能看见，夜光云通常呈淡蓝色或者银灰色，是夜光云中的冰晶颗粒散射太阳光的结果，这类冰晶颗粒的半径一般为0.05～0.5微米。出现在凌晨太阳升起或者黄昏太阳降落时，太阳与地平线夹角在6-15度之间的时候。这是非常自然的，因为时候太早会因为其太薄而看不见，而太迟了它也会落到地球的阴影之中去。

极光

来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线（Field line）集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。

太阳向外发射的高速带电电子流被称为太阳风，它的强弱与太阳活动有关，当太阳活动增强时，发射的电子流更强，它们会以极高的速度飞向地球。而地球作为一个巨大的磁场，从地磁北极指向地磁南极，引导着一部分粒子到达南北两极。高速粒子冲进地球的大气层后会与里面的原子和分子碰撞，将分子的电子激发到高能态，当它们返回基态时，就会以光的形式释放能量，从而形成极光。

大家见到的极光色彩并不单一，它的颜色取决于不同气体的原子结构和能量状态，比如氧原子在100至200千米的高度会释放出绿光，200千米以上可能会有红光。氮分子就可能成产生蓝光和紫色的光。

幻日

中国古代有一个神话故事就是后羿射日，说有一天天空出现十个太阳，后裔举弓射下九个，成功拯救人民。后来科学家们解释这应该就是幻日现象，卷层云中的六角冰晶折射阳光可形成"幻日"（假太阳），最多可见3-4个光点。古人可能将这种光学现象艺术加工为十日并出。这就需要精准的观察角度，太阳、冰晶和观察者之间的角度稍微偏一点就看不到了。

在寒冷的卷云高空分布着大量微小的六角冰晶，当这许多的冰晶在朝阳或夕阳附近时，它们会像三棱镜一样，使太阳光发生折射，形成环绕太阳的“日晕”。冰晶下沉成片状时，会整齐地竖直排列起来，从而使太阳光沿水平方向朝左右折射，从冰柱出来的三路光线射到人的眼睛中，中间那路太阳光线，是由中间位置的太阳直接射来的，是真正的太阳；旁边两条光线，是太阳光经过六角形晶柱折射而来的。这样，在人们的眼中，在中间真太阳的两边就出现了另外两个太阳，它们实际上是太阳的虚像。

幻日现象持续的时间一般不会太长，短则几分钟，长则几十分钟。因为空中的云移动较快，云一走，下一块云覆盖了出现“幻日”的地方，就看不到了。

小编是最近闲暇之余出去遛弯时，偶然注意到自己已经很久没有抬头看天放空自己了，所以就想来一篇关于云的科普~，不过这时候小编就要拿出几年前自己拍出的一张大片来嘚瑟一下啦，如果大家也想秀欢迎放在评论区哦~

编辑：蓝多多