火星日落为什么是蓝色,美国航天局关于火星的照片

我们常把太阳称为红日，每当早晨和傍晚的时候，我们也常能看到太阳发出的红光，往往把天空的云朵都染成了红色，称为朝霞和晚霞。但如果在火星上看太阳的升落的话，我们会发现其颜色和地球上迥然不同，因为在火星上的日出日落往往是蓝色的。

地球上的日落景象↑

火星上的日落景象↑

为什么在地球上早晚时分看太阳是红色的，天空也是红色的，到了火星上却都成了蓝色呢？其实这和两个星球大气层对阳光的吸收有关系。

我们看火星的颜色，其本身就是一个橘红色的星球，这和火星丰富的赤铁矿有很大关系，其表面的土壤、岩石和大气中的尘埃颜色都有点泛红，所以若身在火星上的话，白天天空的颜色看上去也是有点偏向橘红色，这和地球上蓝天白云也是不同的，地球上的蓝天是由于空气吸收蓝色太阳光造成的，火星上的橘红色或黄色天空却和吸收太阳光照的关系不大，而是因为火星大气层富含赤铁颗粒的尘埃，有时甚至形成云层，就好像我们在沙尘暴的时候看到天空是黄色或灰色的一样，另外火星本身的颜色就是橘红色，映照上空的云层上也会泛出橘红色或黄色来的。

橘红色的火星

那么为什么火星上到了早晨和傍晚的时候看太阳和附近天空的颜色却会变成蓝色呢？这和火星的大气成分以及尘埃有很大的关系，当太阳光以倾斜的角度穿过大气层的时候，会发生较为严重的散射和折射现象，火星上的空气相对于地球上虽然很稀薄，但是由于是斜射的原因，光线需要长几倍的距离穿越火星大气层，接近了地球大气层的厚度，而火星大气中又存在大量尘埃，这导致太阳光中波长较长的红光被更多地散射，波长较短的紫光和蓝光就可以照射到表面，但是紫外线波长太短并不易被感知，这就剩下了容易被看到的蓝光，因此在火星表面上看太阳及其附近的天空，会发现其颜色偏蓝。

美国降落到火星表面的一些无人探测器拍过不少火星上看太空的照片，其中就有不少火星连日出日落时的照片，比如好奇号火星探测器在火星加莱火山口拍到的日落景象，完全就是一幅蓝色日落的情景。

火星落日

为什么火星上看到的夕阳是蓝色的？

01

地球看到红色日落，是因为大气瑞利散射导致蓝色的光减少，火星蓝色的日落是因为沙尘散射了红光，导致红光减少。

现在比较可能的有两种解释：一种是认为这是 瑞利（Rayleigh）散射造成的，可以解释蓝色的现象；另一种是，蓝色日落是火星大气中沙尘吸收造成的。

但是由于火星的大气非常稀薄，大气分子的 Rayleigh 散射非常弱。而火星大气中的气溶胶和沙尘太大，它们不能导致 Rayleigh 散射。为了确认哪一种是正确的解释，专门去咨询了TAMU 的Mark Lemmon(因为发现他写过多篇关于火星大气及沙尘特性的论文并且有多项分析火星探测器视图资料的工作)，得到了答复。

Mark 的回答证实了这并非是 Rayleigh 散射造成的，原因是火星大大气非常稀薄。而且如果这是 Rayleigh 散射，会有颜色的过渡，而不会是从蓝色变到淡蓝变到白色这样的。Mark 的解释是，火星大气中的 1-2 微米的气溶胶的“衍射”效应造成的。这个大小的气溶胶颗粒的效应会导致太阳周围变成蓝色。

火星沙尘直径约为 1 微米，而可见光波长在几百纳米， Rayleigh 散射发生在颗粒大小小于 1/10 波长的时候。由于颗粒直径比红光还要稍大，这时候对红光的散射更加显著。那么为什么“我们”看到的太阳周围是蓝色呢？这个跟在地球上为什么日落的太阳是红的很相似。由于红光被散射掉了，剩下的，大多是蓝色的光，所以看起来是蓝色的太阳和蓝色的晕。

简单来说，地球看到红色日落，是因为大气 Rayleigh 散射导致蓝色的光减少，火星蓝色的日落是因为沙尘散射了红光，导致红光减少。

为什么火星上看到的夕阳是蓝色的？

地球看到红色日落，是因为大气瑞利散射导致蓝色的光减少，火星蓝色的日落是因为沙尘散射了红光，导致红光减少。

现在比较可能的有两种解释：一种是认为这是 瑞利（Rayleigh）散射造成的，可以解释蓝色的现象；另一种是，蓝色日落是火星大气中沙尘吸收造成的。

但是由于火星的大气非常稀薄，大气分子的 Rayleigh 散射非常弱。而火星大气中的气溶胶和沙尘太大，它们不能导致 Rayleigh 散射。为了确认哪一种是正确的解释，专门去咨询了TAMU 的Mark Lemmon(因为发现他写过多篇关于火星大气及沙尘特性的论文并且有多项分析火星探测器视图资料的工作)，得到了答复。

Mark 的回答证实了这并非是 Rayleigh 散射造成的，原因是火星大大气非常稀薄。而且如果这是 Rayleigh 散射，会有颜色的过渡，而不会是从蓝色变到淡蓝变到白色这样的。Mark 的解释是，火星大气中的 1-2 微米的气溶胶的“衍射”效应造成的。这个大小的气溶胶颗粒的效应会导致太阳周围变成蓝色。

火星沙尘直径约为 1 微米，而可见光波长在几百纳米， Rayleigh 散射发生在颗粒大小小于 1/10 波长的时候。由于颗粒直径比红光还要稍大，这时候对红光的散射更加显著。那么为什么“我们”看到的太阳周围是蓝色呢？这个跟在地球上为什么日落的太阳是红的很相似。由于红光被散射掉了，剩下的，大多是蓝色的光，所以看起来是蓝色的太阳和蓝色的晕。

简单来说，地球看到红色日落，是因为大气 Rayleigh 散射导致蓝色的光减少，火星蓝色的日落是因为沙尘散射了红光，导致红光减少。