这些罕见的蓝云可能会朝你袭来

观云者最近破纪录地看到了天空中最罕见的云。欧洲和美国上空大气层最高处形成了令人惊叹的波纹状蓝色云。这些云通常只在极地附近可见，但今年夏天将成为多年来最佳的观测季节——它们已经在有记录以来的最低纬度地区出现。

这些云被称为“夜光云”，因为我们只能在黄昏和黎明时看到它们。它们形成于大气层极高处，距离地球表面约 50 英里，位于中间层。这比我们通常看到的最高云层（薄薄的卷云）高出约四倍。

由于这部分大气的空气非常稀薄，水要结冰需要比 32°F 低得多的温度——实际上是零下 184°F。只有在夏季，我们才能在北极或南极周围的中间层看到如此低的气温。

奇怪的是，这意味着大气中一直暴露在阳光下的部分实际上是大气中最冷的点。这是因为在中间层，空气从夏季的极地流向冬季的极地。取而代之的是来自大气低层的空气，这些空气膨胀并冷却，导致极低的温度。

夜光云中的水要么是从低层大气输送到中间层，要么是中间层甲烷吸收太阳光线分解而形成的。但是，云的形成还需要其他类型的粒子来凝结水。在低层大气中，这些通常是灰尘、沙子和盐形成的气溶胶粒子。

但在中间层，这些粒子的主要来源是流星。当这些太空碎片在大气层的高层燃烧时，它们会留下流星尘埃的痕迹。在足够低的温度下，中间层的水会凝结在这些尘埃上并形成云。

夜光云非常暗淡，只有当大气层其余部分处于黑暗中时我们才能看到它们。这种情况发生在太阳位于地平线以下时，就像一束指向上方的聚光灯，只照亮下方大气层的较高区域。从这些云层反射出来的光在到达我们的眼睛之前会穿过臭氧层。臭氧吸收红光并允许蓝光通过，这就是为什么这些云呈现出引人注目的蓝色。

夜光云还能向我们展示大气在太空边缘的流动情况。这些云层中出现的涟漪来自大气重力波。它们就像海面上的波浪，但会穿过空气。当空气吹过山脉或雷暴时，它们就会形成，并能一直传播到大气的最高点。即使中间层的空气看起来静止不动，这些波浪也会完全主导流动，我们可以在夜光云中看到这些原本看不见的波浪。

是什么原因造成这些破纪录的云层呢？

自 2002 年以来，每年夜光云出现的最低纬度每年都在逐渐向南移动。2019 年 6 月，夜光云出现在洛杉矶附近，创下了有史以来最低观测记录。这是因为中间层异常潮湿，含有的水比我们通常看到的多得多。这可能是因为巨大的行星波将冷空气和水分输送到北极。

我们还处于太阳活动极小期，这是太阳 11 年周期中活动最不活跃的时期。这意味着通常会破坏形成这些云的水模块的太阳紫外线辐射强度降低，因此可以形成更多的水模块。

人类排放也可能是一个因素。在过去的 130 年里，我们向大气中排放了越来越多的甲烷，这意味着中间层产生了更多的水模块。这些云曾经是过去人类罕见的景象，直到 1883 年喀拉喀托火山喷发向大气中喷出大量灰尘后才首次被记录下来。但从那时起，它们就变得越来越常见。

所以下次天黑后出门时，抬头看看。你可能会看到天空中最罕见的云。

乔恩·佩雷特 (Jon Perrett) 是巴斯大学大气动力学博士生。本文最初发表于 The Conversation。