令人叹为观止的夜光云：蓝色的电子条纹在大气中形成较高的水平

2020年6月23日

每年夏天，北半球的大气中都会形成蓝色的电条纹。这些季节性云层通常在北极附近的中层层顶上潜伏约80公里（50英里），但偶尔会在较低的纬度上形成。在2019年，云层出现在过去十年很少见的地方，包括加利福尼亚，科罗拉多州和法国。今年，乌云同样令人印象深刻。

科罗拉多大学大气与空间物理实验室的大气科学家Lynn Harvey说：“又是令人难以置信的一年。”“当夜光云层延伸到中纬度地区（人们每天都在其中居住并注意到它们时），我们认为这是一个值得注意的季节。”今年的云层一直被看到南至加利福尼亚的约书亚树。

当水蒸气聚集并冻结在中球层上漂浮的流星尘埃斑点附近时，形成夜光云。这些稀薄的波浪状冰云反射阳光，通常发出明亮的蓝色和白色。它们被称为“夜间发光”的云，通常在黄昏或黎明时太阳以低于一定角度的角度从地平线下方照亮云的情况下出现。

上图显示了2020年6月23日的夜光云的卫星视图。该图像以北极为中心，并根据NASA中空冰层（AIM）航天器在几次轨道飞行中获得的数据拼接而成。AIM的云影像和粒径（CIPS）仪器可测量反照率，即高空云反射回太空的光量。根据冰粒的性质，云层会以浅蓝色至白色的各种阴影出现。

上面的视频显示了2020年7月7日凌晨的云，在加拿大卡尔加里以北约30分钟的凌晨3:30左右。在拍摄了夜光云的照片近十年之后，摄影师克里斯·拉兹拉夫（Chris Ratzlaff）指出，他在2020年的目击事件比过去几年多。

哈维说，今年的大气条件对于形成夜光云非常出色。云层在很大程度上需要低温和高水蒸气浓度-这两者都在今年夏天出现过，并且在某些纬度的某些日子达到创纪录的水平。

下图显示了过去14年（2007-2020年）在80N纬度下的每日°平均温度和水蒸气浓度。这些图表是基于NASA的Aura卫星上的微波肢体测深仪的数据得出的。

2007年5月1日至2020年7月2日

请注意，到2020年5月24日，中层温度降到了14年以来的最低温度。寒冷持续到六月。5月初，中层大气也比正常湿润，然后随着云季的来临，水蒸气很可能转化为水冰。但是，在较低高度（云层较稀疏）的水汽浓度表明大气极为潮湿。

哈维说，额外的水分和低于正常的温度可以归结为一些因素。首先，太阳处于活动量较低的时期，即所谓的最低日照，因此紫外线辐射较少，在高海拔时会破坏水分子。其次，由于空气从大气低层上升并向该区域输送更多的水分，中层可能更湿。

哈维说：“我们还不知道今年和去年的寒冷和潮湿状况是否是由于太阳的影响或大气环流模式造成的。”

美国宇航局地球观测站的图像由约书亚·史蒂文斯（Joshua Stevens）使用，该数据来自科罗拉多大学大气与空间物理实验室，并由MLS团队和V. Lynn Harvey / CU / LASP提供分析。视频由Chris Ratzlaff / Alberta Aurora Chasers提供。