2021中國北京藍太陽事件

中國2021年3月中發生了10年來最嚴重的沙塵暴事件，幾乎整個中國北部都受到影響。在3月15日的時候，有不少民眾拍攝到「藍色太陽」這種罕見的現象，紛紛說天有異象，將有大事發生。

地球科學不可不知的散射效應

簡單來說，不只是藍色太陽，地球科學中許多跟光線有關的現象都可以利用散射現象解釋。

大氣中常見的散射分為2種，第一種是散射強度與波長4次方成反比的「雷氏散射」，這種現象發生在散射粒子的直徑遠小於光線波長時，此時波長比較短的藍光能量會比較容易被散射，例如空氣分子與太陽光之間的散射效應，這也是天空呈現藍色的原因。

而另一種則是與波長無特定關係的「米氏散射」，這是當散射粒子接近或大於光線波長時會產生的物理現象。學校常用白雲或霧當作例子。而我一直以來的理解是米氏散射對於所有波段的散射率都相同。但事實上並沒有這麼單純。

由關係圖我們知道，粒徑波長比大於10以上的狀況，也就是散射粒子的直徑大於波長的10倍，散射強度才會趨向一致。不過當粒徑波長比介於1到10之間時，米氏散射的強度並非與波長完全無關，而是呈現一種波動式的關係。

另外我們也能注意到，當散射粒子的粒徑大小正好與光線波長一致時，將會產生最大的散射效應。

考慮這一點之後，我們變可以推測藍太陽發生的原因。

蒙古高原發生的沙塵暴現象，讓大氣中存在大量的懸浮微粒，如果這些懸浮微粒的粒徑大小正好落在0.7微米附近，也就是太陽的紅光波長範圍，此時的粒徑波長比約為1，也就是這些粒子對於紅光將產生「最大的散射效應」。

這將會導致來自太陽的紅光會因為較強的散射現象，導致藍光的能量大於紅光，使得太陽偏向藍色。

月亮在同樣的條件下也會變成藍色的，最近的一次發生在1990年菲律賓皮納圖博火山大爆發後，因為噴發後的火山灰大小適中，正好與紅光波長非常接近，人們就看到了藍色的月亮。不過同一天為什麼人們沒有看到藍色的太陽呢？說不定是懸浮微粒的濃度還不足以散射陽光的關係吧。

讓我們透過氣象衛星來掌握沙塵暴的狀況。