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由于地球引力的作用，大气层中的空气的密度是不均匀的，越接近地面密度越大。中午，太阳在天顶时，光线从垂直方向射向大气层，几乎不发生折射现象。而早晨的太阳光是斜着通过密度不均的大气层的，因此会产生明显的折射现象。这种折射越接近地面越强，因而，从太阳这个巨大火球下部边缘射来的光线比它上部边缘射来的光线折射得厉害，下缘也就比上缘抬高得更明显一些。根据测算，这种折射可使太阳的垂直方向比水平方向缩短约1／5，于是，早上我们看到太阳的“脸蛋儿”成了扁圆形的了。