合肥天上的诡异绿光是UFO吗？它到底在干什么？

不同角度不同时间看到的神秘绿光

2011年9月4日深夜到第二天凌晨，合肥不少市民注意到天空中出现了一道奇怪的绿色光柱。隔天的新闻报道记录下了当时的情景。有人觉得它像“加长版的荧光棒”，有人形容它像“小火箭拖着尾巴”，还有人猜测那是一条规则的发光物体。这道绿光持续了很长时间。直到凌晨两点左右，仍有人打电话询问它究竟是什么。飞机、流星、卫星，甚至“外星人”的猜测都有，记者最后循着线索找到了中国科学技术大学。

答案并不神秘。当时中国科大的老师解释，每到适合观测的晴朗夜晚，科研人员都会进行激光实验，用来探测高空大气的温度、密度等参数。激光可以探测距地面约30至110公里的高空，从远处看过去，就成了市民眼中的那道绿色光柱。

所以，大家看到的并不是什么飞行物，那其实是一台正在工作的激光雷达。

当时的报道（截自搜狐新闻）

说到雷达，人们通常会想到无线电波。机场雷达发出电磁波，再接收飞机反射回来的信号，由此判断飞机的位置。气象雷达也是类似的道理，只不过它主要观察云和降水。

而激光雷达换了一种“探针”——它向天空发射的是激光。光束穿过大气时，会不断遇到空气分子、气溶胶颗粒以及高空中的其他物质。其中极少一部分光会被散射回来。地面的接收设备把这些微弱的返回信号收集起来，再交给计算机分析。

这有点像我们在山谷里听回声。喊一声，声音碰到远处的山壁再传回来，通过回声到来的时间，可以估计山壁离我们有多远。激光雷达也是如此：激光从地面出发，在不同高度的大气中留下“回声”，科研人员由此判断信号来自哪里，并分析那里有什么。只是激光的传播速度极快，返回的信号也非常微弱，所以实际的探测和数据处理要复杂得多。我们在楼下能看到的那根绿色光柱，只是整个实验中最醒目的部分。真正有用的信息，藏在那些返回地面的微弱光信号里。

绿光激光从小屋房顶发射出来

中国科大合肥观测站布设有多种激光雷达观测设备。其中一类设备被称为米氏—瑞利—钠荧光激光雷达。“米氏”对应英文 Mie，指的是一种光的散射方式，而不是长度单位“米”。早期中国科大建设的相关系统，就利用米氏散射、瑞利散射和钠原子共振荧光，探测从低层大气一直到约110公里高度的大气信息。

名字听起来有些复杂，但它做的事情可以简单理解成：利用不同物质与光发生作用的不同方式，把不同高度的大气一层层“读”出来。

首先是气溶胶。气溶胶就是悬浮在空气中的微小颗粒。我们熟悉的尘埃、烟粒，以及火山喷发等自然过程产生的一些微粒，都属于这一类。它们不仅会影响我们身边的空气质量，进入更高的大气后，还可能影响太阳辐射和大气环境。

再往上，激光雷达可以探测中高层大气的密度和温度。随着高度增加，大气越来越稀薄。到了距地面几十公里的地方，人无法直接到达，普通地面气象站当然也无能为力。激光雷达却可以站在地面上，把光发射上去，再通过返回的信号推测那里的大气状态。

而在距离地面大约八九十公里的高空，还有一个更加特别的目标——钠层。那里分布着非常稀薄的钠原子。把特定波长的激光照向它们，钠原子会产生共振荧光。通过分析这些信号，科研人员不仅可以知道钠原子分布在哪里，还能够进一步获得这一高度附近的温度和风等信息。中国科大的窄带钠测温测风激光雷达，就能够同时观测中间层顶区域的钠密度、温度和风场。这些钠原子就像漂浮在高层大气中的天然“示踪剂”。

于是，一束激光出发，最终带回来的并不只有一种信息：气溶胶在哪里？几十公里高空的大气有多冷？密度怎样变化？高层钠原子如何分布？风又在怎样运动？这些原本看不见、摸不着的东西，都可以通过光一点点“读”出来。

激光雷达-合肥观测站

我们平时最熟悉的天气，大多发生在离地面十几公里以内的大气中。云、雨、冷空气、台风，似乎已经足够复杂。那么，为什么还要把目光投向几十公里甚至上百公里的高空？因为地球大气并不是一层层互不相干的空间。

从靠近地面的低层大气，到几十公里以上的中高层大气，各个区域之间一直存在物质、能量和运动的联系。有些大气波动会从低处向上传播。高层大气本身也受到来自太阳和近地空间环境的影响。如果只观察我们头顶最近的十几公里，就很难理解整个大气系统是怎样联系在一起的。而几十公里到上百公里的高度，又恰好是传统探测中相对困难的一片区域。

飞机飞不到那么高，普通气球也很难长期在那里工作；卫星虽然可以从太空向下观察，但它却和固定地点长期向上探测各有优势。地基激光雷达因此成了研究这一高度范围的重要工具。它可以在同一个地方，一晚又一晚地观测。

探空气球

短期来看，这些数据记录着一夜之间的大气变化；当观测持续几年甚至十几年以后，它们又能告诉科研人员，高层大气正在发生怎样的长期变化。那么问题也就来了——

有时候，它会碰巧撞见一场发生在近百公里高空的“突发事件”。2013年7月29日，中国科大的钠测温测风激光雷达在约98公里高空观测到一次非常强的风切变。所谓风切变，就是风随着高度发生快速变化。当时观测到的变化大约达到每升高1公里，风速变化60米每秒，附近的温度结构也出现了明显异常。研究人员又结合附近的流星雷达和卫星观测进行分析，认为这很可能记录了一次大气重力波破碎事件。可以把它想象成一场发生在近百公里高空的“海浪破碎”。虽然那里没有真正的海水，但向上传播的大气波动同样可能不断增强，最终失去稳定、发生破碎，并扰动周围的风和温度。

85 至 100 公里高度范围内纬向动量通量（黑色实线）和纬向加速度（红色虚线）的垂直剖面图。破碎区可能位于 98 公里附近

比较激光雷达观测到的周期为 10 分钟至 16 小时（红色）和 1 分钟至 16 小时（蓝色）的纬向风（紫色）季节平均值，以及 (a) 春季、(b) 夏季、(c) 秋季和 (d) 冬季的重力波热通量。

这些听起来有些抽象的“动量”和“热量”，其实回答了一个很重要的问题：为什么较低大气中产生的扰动，能够影响到近百公里高空？大气重力波就像一辆辆看不见的“运输车”。它们在不同高度之间传递能量和动量，在传播、耗散和破碎的过程中，改变周围大气的运动和热力状态。所以，研究近百公里高空，并不是在研究一个与地面毫无关系的世界。从下到上，大气始终是连在一起的。

甚至到了今天，多年前记录下来的数据仍然在产生新的发现。2026年8月发表的一项研究重新分析了中国科大激光雷达在2013年6月13日记录到的多层异常钠结构，并结合武汉的流星雷达和电离层测高仪资料发现，这些钠层的形成和移动与水平风、大气潮汐以及电离层中的偶发E层等过程存在复杂联系。研究显示，风既可能直接搬运高空的钠结构，也可能通过影响离子运动，间接改变钠原子的分布。十多年前留下的一夜观测，十多年后仍然可以帮助科研人员理解高层大气。这大概也是长期观测最有意思的地方。

中国科大合肥观测站的激光雷达并不是独立存在的。它属于国家重大科技基础设施空间环境地基综合监测网——子午工程的观测设备。这项工程通过分布在不同地区的多种仪器，对我国上空的空间环境开展长期、连续观测。

不同设备各有所长。有的关注高层大气，有的研究电离层，有的监测地磁环境。把不同地点、不同类型的观测结合起来，科研人员才能获得更加完整的空间环境信息。中国科大的激光雷达，就是这张监测网络中的一个节点。每天晚上，它看到的只是合肥上空的一小块天空。但随着时间积累，这一束束射向高空的激光，就变成了一份份真实的观测记录。

子午工程一期监测设备布局

所以，下次晚上经过地空楼，再看到那根细细的绿色光柱，大概就不会再觉得它那么神秘了。一些光继续向更远处传播，一些光被大气中的分子和颗粒散射，其中极少的一部分重新回到地面，被仪器捕捉下来。随后，它们会变成一组组数据。温度、密度、气溶胶、风场、高层钠层……我们站在楼下看到的是一条绿线，相关科研人员看到的却是一段从几十公里一直延伸到百公里高空的大气剖面。

2011年，它曾让不少合肥市民猜了整整一个晚上。十几年后，那束光依然会在适合观测的夜晚亮起。