為什麽我們看不見空氣？Why we can't see air?丨Chaos Museum

空氣作爲生命的要素,充盈在我們周圍,然而我們看不見它,這是爲什麼? 一個透明物體要被看到,要麼有不均勻的折射率,表現爲扭曲物像, 要麼能吸收某個波長的可見光,表現爲有顏色,然而這兩種特性空氣都不具備。 空氣是一種很稀薄的介質,折射率即使不均勻也不太可能被人眼覺察, 只有某些異常強烈的局部溫差纔會帶來顯著的大氣光學現象, 比如沙漠裏的海市蜃樓,空氣更不可能吸收可見光, 進化讓生物適應環境,而不是讓環境適應生物, 空氣以怎樣的波長比例透過日光,地球生物就會進化出怎樣的色覺, 所以如果空氣吸收了某個波長的光,這種光就不會成爲可見光, 然而如果整個太陽光譜都可見,空氣又會明顯地顯出紫色, 這是因爲水蒸氣和二氧化碳在紅外波段有顯著的吸收, 可見光和紫外線就顯得更亮了, 而那些被吸收的紅外線無法被地表反射回宇宙, 就會把能量留在空氣裏,這就是溫室效應的本質了。 其次,即使將空氣中的水分和二氧化碳全部排除, 留下乾燥的,幾乎完全由氧氣和氮氣組成的空氣, 那麼仍有一部分紅外線會被氧氣特意吸收, 這種特質可能會在未來探索地外生命的時候派上用場, 由於氧氣這樣活潑的單質幾乎不可能被生命活動之外的過程伏擊, 如果我們能在某個行星大氣的光譜中發現氧氣的特意吸收, 就幾乎可以確定那裏有生命的蹤跡。 回到我們預知的這個地球上來, 其實空氣也並非真的看不見, 當我們抬起頭,還是能看到顯著的藍色, 那就是空氣以不同程度散射可見光產生的顏色。 通常,空氣中分子的直徑遠遠小於可見光的波長, 這會對可見光產生明顯的銳利散射, 波長越短,散射越強, 而我們的視覺又對藍色更加敏感, 因此看到了藍色的天空。 爲此,風景畫也要將遠景畫的偏暗偏藍一些, 就是所謂的空氣透視。 而當陽光從地平線附近穿過更加厚實的大氣, 太陽附近的天空就只剩下散射較少的紅塵光, 朝陽和落日因此有了紅焰的霞光, 在火山活動強烈的年份, 平流層的超細微粒還會加強這一效果。 而當空氣中還有和光波長差不多的微粒, 比如陰天的水滴, 米氏散射就開始主導, 所有波長的光都以類似的強度散射, 或者出現更大的塵埃, 令短波長的光難以穿透, 我們就將看到黃橙色的天, 這在陽沙浮沉天氣中格外的顯著。 在那些大氣成分失控的行星, 新鮮的空氣因爲瀰漫着厚重的硫酸低而擁有害人的黃色天空, 火星瀰漫的鐵氧化物浮沉則把天空染成了紅色, 卻令落日顯出詭異的藍色。 但隨着人類活動向大氣釋放越來越多的廢氣和粉塵, 被污染的空氣也將表現出明顯的米氏散射, 令天空變得蒼白,令遠景變灰。 尤其比如惡名昭彰的PM2.5, 它們是直徑2.5微米以下的顆粒, 剛好形成強烈的米氏散射, 帶來明顯的霧霾。 爲此,我們不得不制定專門的標準評價空氣污染程度。 空氣質量指數用綠呈黃, 直到褐紅色標記了不同程度的污染情況, 這又構成了一種符號化的空氣顏色。 與此同時, 設法濃縮受污染的空氣, 暴露污染的顏色也成爲了行爲藝術的新題材。 比如麻省理工學院的Gravity實驗室 過濾了汽車尾氣中的碳顆粒, 製成了黑色墨水, 命名爲Air Ink。 而爲了呼籲公衆關注呼吸健康問題, 瑞典的空氣淨化器品牌Blue Air前往多個城市, 將空氣污染物濃縮瓶裝, 再根據空氣質量指數染色, 構成了最形象的城市空氣質量報告。 從12月22日開始, Blue Air將在上海正大廣場的空氣博物館展示 用五個城市的空氣製成的空氣瓶, 同時帶來用污染空氣製成的空氣墨水, 和墨水繪製成的藝術品。 選擇來自瑞典的Blue Air空氣淨化器, 它能在安靜運行中高效去除室內空氣中的PM2.5顆粒物, 過敏原,病菌等有害物質, 讓空氣變得更純淨透明。 我是劉大可,歡迎轉發支持我們。 想要看到更多內容, 請在微博微信嗶哩嗶哩之呼搜索混亂博物館,關注我們。 歡迎留言,我會盡可能回覆。 感謝收看,下期節目再見。