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高高在上的夜光云

  白天被太阳照亮或晚上被月亮照亮的云是常见的景象。
  然而,更罕见的是看到云在大气层中形成得如此之高,以至于它们在日落后几个小时继续反射阳光,在夜间的天空中创造了壮观的显示。
  夜光云,也被称为极地中间层云,最常出现在两极附近,偶尔出现在较低纬度。
  这种现象是季节性的,取决于正确的大气条件组合。
  上图显示的是2021年6月16日夜光云的卫星图像。
  科学家称夜光云为"地球上最高、最干、最冷、最稀有的云"。
  事实上,地球上的大部分云都是在对流层顶形成的,对流层顶是距离地面最近的一层大气层,偶尔也会在平流层形成。
  相比之下,夜光云形成于海拔略高于80公里的中间层。
  当水蒸气聚集并冻结在漂浮在中间层中的流星尘埃斑点周围时,它们就会形成。
  尘埃量是波动的,但当有大量的水蒸气和中层温度骤降时,尘埃量通常足以让云层增长。
  考虑到这些云依赖于极端寒冷的条件,它们在春末和夏季出现在地球极地地区似乎是违反直觉的。
  极地中间层的空气在夏季上升,在冬季下降。
  因此,中层空气在夏天变得更冷,在冬天变得更暖。
  如果温度仅仅由阳光控制,这与你的预期正好相反。
  然而,地面上的观察者只有在天空没有低层云的时候才能看到它们。
  而且由于中间层云非常微弱--比白天的天空还暗--只有当观测者处于黑暗中,太阳处于从下面照亮云层的角度时,才能从地面看到它们。
  近年来,天文学家们在极低纬度观测到了夜光云,2019年和2020年从遥远的南加州发现了它们。
  根据兰德尔的说法,来自NASA的微波肢体探测仪的数据表明,今年的条件再次有利于低纬度的观测。
  高海拔地区气温低于平均水平,水蒸气高于平均水平,因此水蒸气更有可能凝结成冰。
  兰德尔说:"如果地面的观测条件有利,我不会对未来一周有更多夜光云降至北纬40度甚至更低的报告感到惊讶。"
  上图显示的是2021年6月16日从华盛顿州班布里奇岛(北纬47.7度)拍摄的夜光云。
  兰德尔指出,有利云层条件的一个原因可能是大气环流的全面加强。
  更多的上升空气会导致更多的冷却和水蒸气的增加。
  另一个原因可能是较弱的太阳周期,这意味着在高海拔地区分解水分子的紫外线辐射较少。
  "我怀疑答案很复杂,"兰德尔说,"很可能涉及到大气波活动。"

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