В ясный день небо обычно кажется голубым, а на закате может становиться оранжевым или красным. Эти цвета возникают не потому, что атмосфера сама окрашена: причина в том, как солнечный свет взаимодействует с молекулами воздуха.
Как белый свет превращается в цветное небо
Солнечный свет содержит волны разных длин, которые человеческий глаз воспринимает как разные цвета. Короткие волны синей и фиолетовой части спектра рассеиваются молекулами воздуха сильнее, чем длинные красные и оранжевые.
Такое явление называется рэлеевским рассеянием. Рассеянный свет приходит к наблюдателю с разных направлений, поэтому небо кажется голубым даже там, где нет Солнца. Хотя фиолетовые волны рассеиваются ещё сильнее, зрение человека чувствительнее к синему свету, а доля фиолетового в солнечном излучении меньше.
Почему на закате преобладают красные оттенки
Когда Солнце находится низко над горизонтом, его лучам приходится проходить через более длинный участок атмосферы. Значительная часть коротковолнового света рассеивается в стороны, а до глаз наблюдателя по прямому пути доходит больше красных и оранжевых составляющих.
Пыль, дымка и аэрозольные частицы тоже влияют на видимый цвет неба. Поэтому два заката при одинаковом положении Солнца могут заметно различаться.
Почему облака часто белые
Капли воды в облаках значительно крупнее молекул воздуха. Они рассеивают видимый свет разных цветов более равномерно, поэтому облака при достаточном освещении выглядят белыми. Плотные облака могут казаться серыми, потому что до их нижней части доходит меньше солнечного света.
Таким образом, голубое дневное небо, светлый горизонт и красный закат — разные проявления взаимодействия света с атмосферой. Эти процессы объясняют NASA и Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA).