北京
本文转自：人民网-科普中国
秋分时节，秋高气爽，阳光不再刺眼，天空湛蓝如洗，霞光也染上暖暖的金色，树叶则纷纷呈现出不同的色彩，大自然好像有一把隐形的画笔，将秋涂抹得色彩斑斓，一场视觉盛宴在秋分之后将徐徐拉开帷幕。为何节气转换会带来微妙的光影与色彩变化？是谁在操控秋天的调色盘？
明净的大气
秋天总会让人感觉秋高气爽，空气澄澈通透，远山轮廓清晰。这是因为入秋后湿度骤降，水汽散射效应锐减，能见度提高。干燥空气使得气溶胶不能吸湿性增长从而提高大气能见度，逐渐增多的南下冷空气使得垂直湍流加强，有利于空气中的颗粒物扩散。郭熙《林泉高致·山水训》“秋山明净而如妆”，王勃《滕王阁序》“秋水共长天一色”，李白《秋登宣城谢脁北楼》“江城如画里，山晚望晴空”……都在向我们描述秋的澄明和辽远。
湛蓝的天空
秋天的天空不仅高，而且更蓝，主要是因为大气光学效应与季节环境变化的协同作用。夏季高湿高温环境使水汽与气溶胶增多，引发米氏散射，稀释蓝色纯度。秋季冷空气南下降低湿度、污染物扩散稀释，瑞利散射主导性增强，天空呈现更纯粹的钴蓝色。另外，秋分后太阳直射点南移，中高纬度地区阳光穿透大气层的路径增长，更长路径使更多蓝光被散射至天空，红光则直达地表，正如范仲淹《苏幕遮·碧云天》所描摹的秋天：“碧云天，黄叶地”。
阳光不再刺眼，方向感加强
秋分之后，太阳高度角开始降低，太阳直射辐射通量逐渐下降，紫外线指数也相应降低，这使得阳光不再刺眼。夏季大气中水汽和气溶胶较多产生漫射光，光线柔和但方向感弱；秋季空气澄澈，漫射光下降，直射光主导，方向性强，物体投影清晰锐利。从热力感受来讲，夏季高温高湿抑制汗液蒸发，体感温度常比实际气温高，产生“闷热”感；秋季空气干燥，汗液蒸发效率高，同等阳光辐射下，体感温度比实测温度低，阳光感觉温暖而不闷热。
霞光变得浓墨重彩
秋天的霞光呈现出格外浓烈绚丽的色彩。由于大气浑浊度显著下降，主导散射的介质从夏季的粗颗粒气溶胶（米氏散射，漫反射白光）转变为空气分子（瑞利散射，选择性散射蓝光），霞光中的长波红光透射率提高，使红、橙色系更纯粹浓郁，色彩饱和度跃升。太阳高度角下降，阳光穿透大气路径比夏季增长使短波蓝紫光散射殆尽，仅剩长波红黄光穿透云隙。
叶子色彩缤纷
黄、金黄、金红、绛红、紫红、古铜、赭石、琥珀、橙褐斑驳……随着昼短夜长、气温下降，树木启动“养分回收程序”分解叶绿素，将镁、氮等关键元素转移至枝干储存，叶绿素分解速率大于合成速率，绿色幕布逐渐撤除，使得隐藏色素显露出真容。叶黄素和胡萝卜素原本存在于叶片，但被叶绿素强绿色掩盖，到了秋天就显露出金黄至橙黄等各种绚烂的颜色。
从光影到色彩，秋日胜景，是节气流转赠予我们最瑰丽的礼物。你准备好欣赏这场视觉盛宴了吗？
作者：王元红 天气气候高级工程师、中国作家协会会员
审核：
陈云峰 中国气象学会科普工作委员会副主任委员、正研级高工
吴宇 中国气象学会科普部项目主管
策划：阎冬 史文慧
出品：科普中国×中国气象学会
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