為什麼說“朝霞不出門，晚霞行千里”？
原創： 張昱衡 石頭科普工作室
2018。10。28
在日出和日落前後的天邊，有時會出現絢麗的霞。霞本義指日出、日落時天空及雲層上因日光斜射而出現的彩色光象或彩色的雲。日出前後看到的霞稱朝霞，日落前後的霞稱晚霞。
從小我們就聽說過這樣的諺語：“朝霞不出門，晚霞行千里。”可你知道為什麼嗎？這句古人經驗總結的諺語看起來簡單，背後卻藏著不少知識！
首先，我們看看霞是怎麼形成的。
霞是由於日出和日落前後，陽光斜射，透過厚厚的大氣層，其中藍紫光被大量的空氣分子散射，僅有紅光、橙光映照在雲層或近地天空的結果。
粒子對光線的散射有幾種：瑞利散射、米散射、幾何散射。
對於微粒直徑遠遠小於可見光波長
（400-800奈米）
的情況，比如大氣分子
（直徑1奈米上下）
對可見光的散射，是瑞利散射；微粒直徑大於等於可見光波長，比如空氣中的氣溶膠微粒
（包括PM2。5等等）
和雲滴，對可見光的散射就是米散射；而雨滴、沙子這種遠大於可見光波長的粒子對光線的散射則是幾何散射，或者稱為“反射”。
大氣分子對陽光的散射主要是瑞利散射，這種散射的強度與光的波長密切相關。
自然光按照波長由長到短可以分為紅橙黃綠藍靛紫七種顏色的光，對於波長較長的紅光，瑞利散射強度一般；而對波長較短的藍紫光，瑞利散射要強很多，導致很多藍紫光難以直線傳播到達地面，而是被散射到其他方向，所以我們通常看到的日出、日落都呈現紅色。
如果空氣中有大顆粒雜質，會產生較為複雜的米散射，當空中的塵埃、水汽等雜質愈多時，霞的色彩愈顯著。如果有云層，雲塊也會染上橙紅豔麗的顏色。
（圖源：果殼）
同樣是由於瑞利散射，讓我們在白天可以看到蔚藍的天空，因為陽光中的藍、紫光在被更多地散射向其他方向（天空中除了太陽周圍的其他區域）之後再經多次散射到達地面，被人眼接收到。之所以不呈紫色，是因為人眼對紫色光缺乏敏感性。而對於太空中的飛行物，沒有大氣分子散射陽光，看到的天空就是黑色的。
那麼，為什麼可以透過霞來預測晴雨呢？
這還與天氣學規律有關。
我國古代勞動人民主要分佈在黃河流域和江淮地區，地處中緯度，高空氣流的平均流向是自西向東的。
日出前後出現鮮紅的朝霞，說明大氣中的水汽已經很多，而且雲層已經從西方開始侵入本地區，這是天氣將要轉雨的徵兆。
同時，早晨氣溫較低，隨著氣溫升高，大氣逐漸變得更加不穩定，更容易出現對流雲，導致隨後的陰雨天氣。
南京玄武湖朝霞（圖源：網路）
而在東邊出現大紅色金黃色的晚霞，表示在我們西邊的上游地區天氣已經轉晴或雲層已經裂開，陽光才能從西方透過來造成晚霞，預示籠罩在本地上空的雨雲即將東移或者消散；同時傍晚氣溫逐漸降低，大氣趨於穩定，對流減弱，不利於對流雲的維持，天氣就要轉好。
還有一種解釋是：
春夏早上，低空空氣穩定，塵埃少，如有鮮豔的朝霞，
表示東方低空含有許多水滴，有云層存在，壞天氣將逐漸逼近，這就是“朝霞不出門”的原因。
傍晚，由於一天的陽光加熱，溫度較高，低空大氣中水分通常不多，但塵埃因對流變弱而可能大量集中到低層。如出現鮮豔晚霞，則主要由塵埃等幹粒子對陽光散射所致，說明西方的天氣比較乾燥。
按照氣流由西向東移動的規律，未來本地的天氣不會轉壞，所以有“晚霞行千里”的說法。
當然，這只是一個經驗規律，不可能100%準確，而且適用的地區和季節都有限。
到了多雨的我國華南地區，或者南方的夏季時期，由於副熱帶高壓的北抬西伸，高空的西風帶北移很多，這一句諺語就不太適用了。到了熱帶地區，多雨多雲，晚霞還有可能是颱風的前兆；而朝霞之後也不一定就是陰雨天，可能是颱風影響結束的標誌。
今年臺風“山竹”逼近廣東的前一天晚上，珠三角地區出現了絢麗的晚霞，緊接著第二天，“山竹”到達廣東，狂風暴雨幾乎覆蓋全省。去年的“妮妲”颱風過後，深圳第二天早晨就出現了朝霞。
颱風“山竹”來臨前的廣州
霞，是大氣中諸多美麗光學現象的一種。霓虹、暈、華、寶光等奇觀，都有其中的科學原理，未來將陸續推出相關科普，敬請期待！
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參考資料
中國天氣網2011年科普：
http：//www。
weather。com。cn/science/
qxwq/yy/01/1247177。shtml
百度百科：霞；瑞利散射
《大氣物理學》，盛裴軒等，北京大學出版社
動圖來源：
https：//
giphy。com
撰稿：張昱衡
美編：張昱衡
潤色：渡鴉
石頭科普工作室出品
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