夜光云(noctilucent cloud)是深曙暮期間出現(xiàn)于地球高緯度地區(qū)高空的一種發(fā)光而透明的波狀云。常呈淡藍色或銀灰色，是夜光云中的冰晶顆粒散射太陽光的結(jié)果，這類冰晶顆粒的半徑一般為0.05～0.5微米。夜光云多出現(xiàn)于70～90千米的高空，云層厚度一般不足2千米，云面積可達300萬平方千米。只有當(dāng)太陽在地平線以下6°～12°時，即低層大氣在地球陰影內(nèi)，而高層大氣的夜光云被日光照射時，才能用肉眼直接觀察到。

 形態(tài)特征

夜光云又被稱為極地中氣層云(Polar Mesospheric Clouds，PMCs)，當(dāng)它們從外層空間被看見，就被稱為“夜耀云”(night-shining clouds);從地球上看見，就稱為“夜光云”(noctilucent clouds)。它是一種形成于中間層(大氣層按高度分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是外太空了)的云，距地面的高度一般在85千米左右，位置非常之高。

夜光云看起來有點像卷云，但比它薄得多，而且顏色為明亮的銀白色或藍色，出現(xiàn)在日落后太陽與地平線夾角在6～16度之間的時候。因為時間太早會因為夜光云太薄弱而看不見，而時間太晚它又會沉到地球的陰影之中去。

出現(xiàn)條件

一般認(rèn)為，要形成夜光云一般都需要有三個條件：低溫、水蒸汽和塵埃，這樣水蒸汽才能凝結(jié)成極小的冰晶。

夜光云是一種形成于中間層的云，距地面的高度一般在80km左右。這種罕見的云只有在高緯度地區(qū)(50-65)的夏季才能看見。

現(xiàn)象成因

夜光云的成因科學(xué)界還有爭議，最主流的理論認(rèn)為它主要是由極細(xì)的冰晶構(gòu)成，這個經(jīng)驗理論只在對流層成立。

對流層之上是平流層(同溫層)，再往上才是中間層，但平流層的特點是上熱下冷，故垂直方向上的對流很少而主要是水平方向上的大氣運動(所以客機飛行一般選擇在平流層中)，這樣實際上中間層的溫度是很高而不是很低了。 科學(xué)家們認(rèn)為這可能是由于垂直方向上重力波的衰減造成的。重力波由于各種異常原因而可能在某些地方減弱，從而導(dǎo)致了低層大氣向上的動量傳遞。這樣那些在向東方向上具有很強相速度的重力波將向東的動量傳遞給了高層的大氣。

向東方向的流動將受到赤道方向的科里奧利力的作用，這將引起垂直方向上帶有水氣的大氣流動(要說明是，高層大氣的水氣不一定直接來至地面，有可能是由于甲烷的光分解形成的)。因為只有夏季時高緯度的平流層才允許相速度東向的重力波傳入中間層(冬季季風(fēng)方向相反，因而東向的動量不能傳入中間層)，這樣，處于夏季的半球的中間層溫會因動量的流失而降低(相應(yīng)地冬季半球的中間層溫度會升高)，從而導(dǎo)致了中間層的降溫現(xiàn)象(130 k)。實際上，在整個極地地區(qū)的夏天，衛(wèi)星能夠觀察到大片的中間層云團，但是緯度太高的地區(qū)在夏季處于極晝，因而夜光云是不易被發(fā)現(xiàn)的。在這種條件下，夜光云就只能在夏季的某些高緯度地區(qū)被觀察到了。

還有人認(rèn)為它們是火山的噴發(fā)物或成群結(jié)隊的大氣塵埃，因為只有它們有可能飛那么高。而美國海軍研究實驗室的科學(xué)家邁克爾·史蒂文斯(Dr. Michael H. Stevens)則認(rèn)為，夜光云可能跟航天飛機發(fā)動機噴出的火箭煙塵有關(guān)。

現(xiàn)象研究

在1883年印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)兩年后，人類第一次觀測到這種夜間發(fā)光的云，以后，夜光云的出現(xiàn)越來越頻繁。美國弗吉尼亞州漢普頓大學(xué)的一位大氣物理學(xué)家吉姆·拉塞爾表示，與以往相比，現(xiàn)在，它們出現(xiàn)得更為頻繁，時間更長，緯度也更低。

但是為什么會出現(xiàn)夜光云一直是個不解之謎。有數(shù)顆衛(wèi)星已經(jīng)觀測到過夜光云，但還沒有一次專門研究它們的太空行動。 中層大氣高空冰探測衛(wèi)星從美國加州范登堡空軍基地發(fā)射升空不久后，開始解答這些問題。一架噴氣式飛機將帶著它飛越太平洋到達12千米的高度，并在那兒放開飛船。然后，中層大氣高空冰探測衛(wèi)星將點燃引擎，最終進入地球上空大約600千米處的一條極軌道。

中層大氣高空冰探測衛(wèi)星將研究北極和南極上空的夜光云。拉塞爾表示，南北兩個半球的夜光云之間有著很大的不同。北極上空的夜光云看上去比南極上空的要亮一點，出現(xiàn)的高度更低。但在這兩個地方，要形成夜光云都需要三個條件：低溫、水蒸汽和塵粒，這樣水蒸汽才能凝結(jié)成極小的冰晶。

中層大氣高空冰探測衛(wèi)星攜帶的三套科學(xué)儀器就是為了從不同角度仔細(xì)查看夜光云。構(gòu)成夜光云的冰晶直徑一般為50納米，陽光反射在這些微粒上，使其只有當(dāng)天空其余部分暗下來的黎明或黃昏時分才能被看見。拉塞爾表示，這種效果就好像在太陽部分落下后看一架在高空中飛行的飛機反射陽光一樣。這些云也會起伏波動，發(fā)出微光。拉塞爾說：“它們相當(dāng)亮，似銀一般閃亮的藍色，還閃閃發(fā)光。他們捕捉到了這一景象。”

高緯度地區(qū)的天空觀測者對夜光云的高峰季節(jié)進行了追蹤—在北半球從5月15日到8月20日，其中活動最頻繁的是7月初。來自中層大氣高空冰探測衛(wèi)星的結(jié)果可能最終弄清夜光云形成的確切條件，尤其是不斷增多的溫室效應(yīng)氣體是否會促成夜光云更頻繁地出現(xiàn)。

博爾德(Boulder)科羅拉多大學(xué)中層大氣高空冰探測計劃的一位聯(lián)合調(diào)查員科拉·蘭德爾表示，越來越多的溫室效應(yīng)氣體，如二氧化碳，使得低海拔地區(qū)的氣候變暖，而形成夜光云的高海拔地區(qū)的氣溫則會下降。另外，高含量的溫室效應(yīng)氣體甲烷實際上會導(dǎo)致在高海拔地區(qū)形成更多的水蒸汽。蘭德爾解釋，這樣看來，低溫和更多水蒸汽的存在可能導(dǎo)致多數(shù)夜光云更為頻繁地形成。她說：“問題是，究竟是什么綜合因素導(dǎo)致夜光云更為頻繁地出現(xiàn)，變得更亮。”

研究價值

夜光云存在的時間從幾分鐘到幾個小時。強夜光云的亮度相當(dāng)于國際二級極光亮度;弱夜光云一般用肉眼看不見，只有用紫外或紅外光學(xué)儀器觀察。

關(guān)于夜光云的信息，主要來自火箭和衛(wèi)星的探測。對夜光云的研究，可揭示中間層頂?shù)拇髿饨Y(jié)構(gòu)、大氣波動和化學(xué)過程等的規(guī)律。