很多时候，雾霾给人们带来的影响是非常消极的，比如呼吸道疾病、交通事故，甚至阴郁的心情。不过，有百害而无一利的事情是很少的，人们也期望雾霾能够给生活带来些许好处。

最容易被提到的一个好处就是，雾霾也许能够“点缀”一下日落，使之变得更加美丽。想象一下，在中国北京、英国伦敦或者美国洛杉矶这样雾蒙蒙的大都市，上班族们拖着疲惫的身体挣扎在回家的路上，这时，天际如果有一轮美丽的落日将一切烘托得暖融融的，那份惬意也足以告慰一整天的忙碌了……

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想象虽然很美好，但现实是这样的么?在下定论之前，我们先要谈一谈与日落有关的科学知识。

瑞利散射

我们知道，太阳是一个刺眼的“大白球”，向地球发出强烈的白光，而地球的天空是空荡荡的，只有大气层中一团又一团的大气分子，其本身并不会发光。所以，不论在清晨还是黄昏，天空本应该都是黑漆漆的，只剩下一个“大白球”孤零零的挂在那里。然而，我们平时看到的天空总会充满美丽的色彩——中午蓝色、黄昏橙色，而非单调的“黑布白球”，这是由于太阳光和大气分子发生了一种叫做“瑞利散射”的相互作用，从而为天空“染”上了色彩。

所谓“瑞利散射”，指的是一种由英国科学家瑞利发现的物理现象。即，当光在传播过程中遇到粒子时，如果粒子的尺寸小于光波长度的10%，那么粒子就会将光波散射到各个方向。太阳发出的白光，其实是一种复色光，由“赤橙黄绿青蓝紫”这七种单色可见光混合而成。大气层中的大气分子，主要是氮气、氧气和少量二氧化碳分子，其分子尺寸远小于可见光的波长。所以，太阳光穿越大气层时符合瑞利散射发生的条件。

但需要注意，瑞利散射具有两个非常重要的特点。首先，(符合瑞利散射条件的)光波的长度越短，那么它受到的瑞利散射的强度就越大，也就是说，蓝光和紫光受到的瑞利散射最强，红光最弱。其次，不同的方向上，光波受到的瑞利散射的强度也不同——在平行于光线(即沿着光线前进或者后退)的方向上，散射强度最强，在垂直于光线(即侧向)的方向上，散射强度最弱。

天空“染色”

瑞利散射的这两种特点，使天空在不同的时段“染”上了不同的亮度和色彩。

当太阳位于天空高处时——也就是每一天的中午，太阳光自上而下直穿大气层，瑞利散射最强的方向(即光线前进的方向)正好指向地面，所以更多的蓝光和紫光因瑞利散射而射入人眼。而且，太阳光的方向正对着地面，那么光在抵达地面时穿过的大气层就比较薄，散射造成的损失少。所以，中午的天空常常显示非常明亮的蓝色——实际上是紫罗兰色，只不过人眼对蓝色比较敏感。

但地球是一个球体，当太阳在天空中移动时，太阳光入射地面的角度也发生了变化。等到了日落时分，太阳已经降到了地平线上，太阳光只能自西向东、以近乎平行于地面的角度掠射大地。这时，只有沿着瑞利散射最弱方向(侧向)传播的太阳光可以抵达人眼，而且，光在掠射地面时穿过的大气层会比较厚，散射造成的损失大。由于蓝光和紫光更容易发生瑞利散射，那么日落时分，因散射而损失的蓝光远比红光更多，结果，天空剩下来的就只有较暗的红光了。

那么，其余的太阳光去哪里了呢?其实，它们已经沿着瑞利散射最强的方向传播，正忙着在地球的另外一个时区创造一处蓝色的大白天呢。

溶胶“调色”

上述的一切都发生在晴空万里的天空中——大气层中只有氮气、氧气和二氧化碳，如果你把其他分子加入进来——比如雾霾中的分子，“画面”很可能就变了。

科学地讲，雾霾并不算是一个百分之百的“坏蛋”，它只是“雾”(液体)和“霾”(固体)两个词的组合，可以有很多不同的来源。比如，火山喷发可以将大量火山灰送上天空，产生浓重的烟雾;森林野火可以让所有燃烧的物质向空中翻腾，搞得天空灰蒙蒙的。这样的雾霾完全由自然界产生，主要成分是悬浮在天空中的形状规则、浓度均匀的液体或固体颗粒——又叫做“气溶胶”。

气溶胶的光学性质比较稳定，这种自然界的雾霾只会与特定波长的光发生作用，产生瑞利散射或与瑞利散射相似的物理现象，有时候确实会使日落更加多彩。2019年，俄罗斯千岛群岛一处叫做“雷科克”的火山爆发，将大量火山灰和硫磺送入高空，在地球大气层中产生了一个硫离子浓度很高的气溶胶层。随后数周，科学家在当地时常目睹到紫色的日落。2008年，美国阿拉斯加州的卡萨托奇火山爆发，在当地同样也出现了罕见的紫色日落。

科学家认为，这其实是由于火山喷发出的气溶胶非常精细，可以使受到瑞利散射的蓝光再次发生散射，使更多蓝光投向地面。当气溶胶散射的蓝光与普通日落的红光混合时，就“调配”出了漂亮的紫罗兰色调。

污染“褪色”

不过，在大城市中，雾霾都是人为造成的，其自然成因可以忽略不计。人们通过工厂排放、煤电燃烧以及汽车尾气等方式向大气中输入了太多粒子，比任何自然产生的粒子都要多得多。所以，这里的雾霾往往是由氯氟烃(温室气体)、碳氢化合物、硫酸和许多其他令人不快的污染物所组成的“大杂烩”。

由于成分混乱，城市污染所产生的雾霾中，粒子的尺寸都是不一样的，但尺寸却是影响粒子光学性能的决定性因素。那么，日落时分，当微弱的太阳光遇到大城市的雾霾时，后者很难会产生有效的瑞利散射，甚至，雾霾中有些粒子尺寸较大，以至于可以阻挡任何波长的光。结果就是，大城市里雾霾天的日落，天空很可能只是一片朦胧的灰色，阳光中所有的黄色、橙色和红色在到达眼睛之前就已经被“散”开了。

所以，当你在北京或洛杉矶看到了一个特别多彩的日落，其实是因为那天的雾霾很轻，而不是很重。