山中蜃樓與海市蜃樓,這些現象是怎樣形成的呢?

平靜的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶爾會在空中或“地下”出現高大樓台、城廓、樹木等幻景，稱海市蜃樓。我國山東蓬萊海面上常出現這種幻景，古人歸因於蛟龍之屬的蜃，吐氣而成樓台城廓，因而得名。
蜃景不僅能在海上、沙漠中產生，柏油馬路上偶爾也會看到。海市蜃樓是光線在鉛直方向密度不同的氣層中，經過折射造成的結果。蜃景的種類很多，根據它出現的位置相對於原物的方位，可以分為上蜃、下蜃和側蜃；根據它與原物的對稱關系，可以分為正蜃、側蜃、順蜃和反蜃；根據顏色可以分為彩色蜃景和非彩色蜃景等等。
蜃景有兩個特點：一是在同一地點重復出現，比如美國的阿拉斯加上空經常會出現蜃景；二是出現的時間一定，比如我國蓬萊的蜃景大多出現在每年的5、6月份，俄羅斯齊姆連斯克附近蜃景往往是在春天出現，而美國阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以後的20天內出現。
自古以來，蜃景就為世人所關注。在西方神話中，蜃景被描繪成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我國古代則把蜃景看成是仙境，秦始皇、漢武帝曾率人前往蓬萊尋訪仙境，還屢次派人去蓬萊尋求靈丹妙藥。現代科學已經對大多數蜃景作出了正確解釋，認為蜃景是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像，所謂蜃景就是光學幻景。
蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。
就拿下蜃的形成來說吧。夏季沙漠中烈日當頭，沙土被曬得灼熱，因沙土的比熱小，溫度上升極快，沙土附近的下層空氣溫度上升得很高，而上層空氣的溫度仍然很低，這樣就形成了氣溫的反常分布，由於熱脹冷縮，接近沙土的下層熱空氣密度小而上層冷空氣的密度大，這樣空氣的折射率是下層小而上層大。當遠處較高物體反射出來的光，從上層較密空氣進入下層較疏空氣時被不斷折射，其入射角逐漸增大，增大到等於臨界角時發生全反射，這時，人要是逆著反射光線看去，就會看到下蜃。
柏油馬路因路面顏色深，夏天在灼熱陽光下吸收能力強，同樣會在路面上空形成上層的空氣冷、密度大，而下層空氣熱、密度小的分布特征，所以也會形成下蜃。
發生在沙漠裡的“海市蜃樓”，就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現的折射現象。沙漠裡，白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由於空氣傳熱性能差，在無風時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低。當太陽光從密度高的空氣層進入密度低的空氣層時，光的速度發生了改變，經過光的折射，便將遠處的綠洲呈現在人們眼前了。在海面或江面上，有時也會出現這種“海市蜃樓”的現象。
海市蜃樓是一種光學幻景，是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像。海市蜃樓簡稱蜃景，根據物理學原理，海市蜃樓是由於不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率。也就是因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同，對光線折射而產生的。蜃景與地理位置、地球物理條件以及那些地方在特定時間的氣象特點有密切聯系。氣溫的反常分布是大多數蜃景形成的氣象條件。史書記載《史記?封禅書》：“自威、宣、燕昭，使人入海求蓬萊、方丈、瀛洲。此三神山者，其傳在勃海中，去人不遠，患且至，則船風引而去。蓋嘗有至者，諸仙人及不死之藥在焉，其物禽獸盡白，而黃金白銀為宮阙。未至，望之如雲；及到，三神山反居水下；臨之，風辄引去，終莫能至。”
宋朝沈括在《夢溪筆談》中這樣寫道：“登州海中，時有雲氣，如宮室、台觀、城堞、人物、車馬、冠蓋，歷歷可見，謂之“海市”。或日“蛟蜃之氣所為”，疑不然也。歐陽文忠曾出使河朔，過高唐縣，驿捨中夜有鬼神自空中過，車馬人畜之聲一一可辨，其說甚詳，此不具紀。問本處父老，雲：‘二十年前嘗晝過縣，亦歷歷見人物。’土人亦謂之“海市，”與登州所見大略相類也。”
南宋遺民人林景熙的《蜃說》，全文一百多字，是描寫海市蜃樓最好的一篇散文。
明朝陸容《菽園雜記》：“蜃氣樓台之說，出天官書，其來遠矣。或以蜃為大蛤，月令所謂雉入大海為蜃是也。或以為蛇所化。海中此物固多有之。然海濱之地，未嘗見有樓台之狀。惟登州海市，世傳道之，疑以為蜃氣所致。蘇長公海市詩序謂其嘗出於春夏，歲晚不復見，公禱於海神之廟，明日見焉。是又以為可禱，則非蜃氣矣。”
清劉獻廷《廣陽雜記》：“萊陽董樵雲：登州海市，不止幻樓台殿閣之形，一日見戰艦百余，旌仗森然，且有金鼓聲。頃之，脫入水。又雲，崇祯三年，樵赴登州，知府肖魚小試，適門吏報海市。蓋其俗，遇海市必擊鼓報官也。肖率諸童子往觀，見北門外長山忽穴其中，如城門然。水自內出，頃之上沸，斷山為二。自辰至午始復故。又雲，涉海者雲，嘗從海中望岸上，亦有樓觀人物，如岸上所見者。”蒲松齡山市：奂山山市“高垣睥睨，連亘六七裡，居然城郭矣”（《聊齋志異》卷六），描述的是“山中蜃景”，與海市蜃樓相似。
[編輯本段]海市蜃樓的形成
在平靜無風的海面航行或在海邊了望，往往會看到空中映現出遠方船舶、島嶼或城廓樓台的影像；在沙漠旅行的人有時也會突然發現，在遙遠的沙漠裡有一片湖水，湖畔樹影搖曳，令人向往。可是當大風一起，這些景象突然消逝了。原來這是一種幻景，通稱海市蜃樓，或簡稱蜃景。海市蜃樓示意圖
為什麼會產生這種現象呢？要解答這個問題，得先從光的折射談起。
當光線在同一密度的均勻介質內進行的時候，光的速度不變，它以直線的方向前進，可是當光線傾斜地由這一介質進入另一密度不同的介質時，光的速度就會發生改變，進行的方向也發生曲折，這種現象叫做折射。當你用一根直桿傾斜地插入水中時，可以看到桿在水下部分與它露在水上的部分好象折斷的一般，這就是光線折射所成的，有人曾利用裝置，使光線從水裡投射到水和空氣的交界面上，就可以看到光線在這個交界面上分兩部分：一部分反射到水裡，一部分折射到空氣中去。如果轉動水中的那面鏡子，使投向交界面的光線更傾斜一些，那麼光線在空氣中的折射現象就會顯得更厲害些。當投向交界面的光線如左下圖所示的情況時，光線就全部反射到水裡，再沒有折射到空氣中去的光線了。這樣的現象叫做全反射。
空氣本身並不是一個均勻的介質，在一般情況下，它的密度是隨高度的增大而遞減的，高度越高，密度越小。當光線穿過不同高度的空氣層時，總會引起一些折射，但這種折射現象在我們日常生活中已經習慣了，所以不覺得有什麼異樣。
可是當空氣溫度在垂直變化的反常，並會導致與通常不同的折射和全反射，這就會產生海市蜃樓的現象。由於空氣密度反常的具體情況不同，海市蜃樓出現的型式也不同。
在夏季，白晝海水濕度比較低，特別是有冷水流經過的海面，水溫更低，下層空氣受水溫更低，下層空氣受水溫影響，較上層空氣為冷，出現下冷上暖的反常現象（正常情況是下暖上涼，平均每升高100米，氣溫降低0.6℃左右）。下層空氣本來就因氣壓較高，密度較大，現在再加上氣溫又較上層為低，密度就顯得特別大，因此空氣層下密上稀的差別異常顯著。
假使在我們的東方地平線下有一艘輪船，一般情況下是看不到它的。如果由於這時空氣下密上稀的差異太大了，來自船舶的光線先由密度的氣層逐漸折射進入稀的氣層，並在上層發生全反射，又折回到下層密的氣層中來；經過這樣彎曲的線路，最後投入我們的眼中，我們就能看到它的像。由於人的視覺總是感到物像是來自直線方向的，因此我們所看到的輪船映像比實物是抬高了許多，所以叫做上現蜃景。
我國渤海中有個廟島群島，在夏季，白晝海水溫度較低，空氣密度會出現顯著地下密上稀的差異，在渤海南岸的蓬萊縣（古時又叫登州），常可看到廟島群島的幻影。宋朝時候的沈括，在他的名蓍《夢溪筆談》裡就有這樣的記載：
“登州海中時有雲氣，如宮室台觀，城堞人物，車馬冠蓋，歷歷可睹。”
這就是他在蓬萊所看到的上現蜃景。1933年5月22日上午11點多鐘，青島前海（膠州灣外口）竹岔島上也曾發現過上現蜃景，一時轟傳全市，很多人前往觀看。1975年在廣東省附近的海面上，曾出現一次延續6小時的上現蜃景。
不但夏季在海面上可以看到上現蜃景，在江面有時也可看到，例如1934年8月2日在南通附近的江面上就出現過。那天酷日當空，天氣特別熱，午後，突然發現長江上空映現出樓台城廓和樹木房屋，全部蜃景長20多裡。約半小時後，向東移動，突然消逝。後又出現三山，高聳入雲，中間一山，很象香爐；又隔了半小時，才全部消失。
在沙漠裡，白天沙石被太陽曬得灼熱，接近沙層的氣溫升高極快。由於空氣不善於傳熱，所以在無風的時候，空氣上下層間的熱量交換極小，遂使下熱上冷的氣溫垂直差異非常顯著，並導致下層空氣密度反而比上層小的反常現象。在這種情況下，如果前方有一棵樹，它生長在比較濕潤的一塊地方，這時由樹梢傾斜向下投射的光線，因為是由密度大的空氣層進入密度小的空氣層，會發生折射。折射光線到了貼近地面熱而稀的空氣層時，就發生全反射，光線又由近地面密度小的氣層反射回到上面較密的氣層中來。這樣，經過一條向下向下凹陷的彎曲光線，把樹的影像送到人的眼中，就出現了一棵樹的倒影。
由於倒影位於實物的下面，所以又叫下現蜃景。這種倒影很容易給予人們以水邊樹影的幻覺，以為遠處一定是一個湖。凡是曾在沙漠旅行過的人，大都有類似的經歷。拍攝影片《登上希夏邦馬峰》的一位攝影師，行走在一片廣闊的干枯草原上時，也曾看見這樣一個下現蜃景，他朝蜃景的方向跑去，想汲水煮飯。等他跑到那裡一看，什麼水源也沒有，才發現是上了蜃景的當。這是因為干枯的草和沙子一樣，可以被烈日曬得熱浪滾滾，使空氣層的密度從下至上逐漸增大，因而產生下現蜃景。
無論哪一種海市蜃樓，只能在無風或風力極微弱的天氣條件下出現。當大風一起，引起了上下層空氣的攪動混合，上下層空氣密度的差異減小了，光線沒有什麼異常折射和全反射，那麼所有的幻景就立刻消逝了。
總而言之，這是有趣，又有科學的。
[編輯本段]哪裡最容易看見海市蜃樓？
資料顯示，長島是中國海市蜃樓出現最頻繁的地域，特別是七八月間的雨後。
長島，歷稱廟島群島，又稱長山列島，由32個島嶼組成，島陸面積56平方公裡，海域面積8700平方公裡，海岸線長146公裡，是山東省唯一的海島縣，隸屬煙台市。全縣轄2鎮8鄉，4.5萬人口。縣城坐落於南長山島。
長島屬亞洲東部季風區大陸性氣候，具有冬暖夏涼的特點，年平均氣溫11.9℃，無霜期243天。全縣森林覆蓋率53.2%，獨特的理位置和優越的自然條件，使之成為候鳥遷徙的必經之地，每年途經的候鳥有200余種，百萬只之多，享有候鳥“驿站”的美譽，被列為國家級自然保護區。
長島在中國版圖上稱為廟島群島（古稱沙門島），簡稱長島，位於山東半島與遼東半島之間，黃海、渤海交會處，是山東省唯一的海島縣，共由32個島嶼組成，總面積56平方公裡。海岸線總長146公裡，常住人口4.5萬。
長島是中國的四海福地，擁有“媽祖護海”、“八仙過海”、“張羽煮海”、“精衛填海”四大神話及民間傳說人物。到長島可以吃百種海鮮、住漁家炕頭、游島岸風光、購稱心特產、娛民俗風情。長島的山有“武陵十裡畫廊之美”，長島的海有“漓江兩岸風光之俊秀”。“東海賜福水沃魚肥，南海納祥山秀果鄉”，而“黃海起號銀帆追日，渤海落霞漁舟唱晚”更是仙鏡漁家人最質樸、最豪放、最真實、最生動的生活寫照。
長島是中國的四海福地，擁有“有中國鮑魚、扇貝、海帶

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