空气的密度随温度变化表

刘红年教授解读星星“眨眼睛”背后的科学原理

夏天的夜晚，许多人喜欢仰望星空，观察星星的闪烁。你是否曾注意到星星好像在一闪一闪地“眨眼睛”，特别是在接近地平线的位置，闪烁更为剧烈。那么，为什么星星会“眨眼睛”呢？这一现象背后又隐藏着怎样的科学原理呢？

我们看到的星星并非真实的“本体”，而是通过光的折射现象展现出的影像。光从太空传播到地球的过程中，会因为空气密度的不同而发生折射。由于地球大气层的密度分布不均，特别是近地面的空气密度较大，导致光线在传播过程中发生折射，我们看到星星的位置其实是有所“位移”的，这种现象在专业的术语中称为“蒙气差”。

星星的“眨眼睛”并非星星本身在运动，而是光线的折射率出现了波动。这种波动导致我们观察到的星星位置与其实际位置在短时间内发生变化。这种变化非常频繁，每秒可能发生几十次甚至上百次。

那么，是什么导致了光线折射率的变化呢？答案是——大气湍流。大气湍流是空气中一种复杂的运动现象，可以分为机械湍流和热力湍流两种类型。机械湍流是由于地面建筑、山川树木等阻挡近地面风力，造成上下部位气流风力不均衡；而热力湍流则是由于地表温度分布不均，热空气上升、冷空气下沉所导致的。

为了更好地观测星星并减少大气湍流的干扰，天文台通常选址在高山上。高山地带的地表机械湍流及热力湍流的影响较小，光的折射率在短时间内不会有明显的波动。

星星的“眨眼睛”为我们观星带来了独特的体验。为了更好地保护我们的环境，让我们共同努力，让星空更加璀璨。

(作者为南京大学大气科学学院教授，本文经过本报记者姚雪青的采访整理。选题线索来信邮箱：，《日报》2025年05月16日 11 版。)