这是因为,在地平线上,光线必须穿过更多的地球大气层才能到达观察者眼中,自然也要透过更多微粒,于是靠近地平线的天空看起来更偏向于白色。各色的蓝总被我们视为天空的天然代表色。而天空的颜色越白,也就代表它含有的其它微粒更多。
18世纪的瑞士地质学家和高山探险家贺拉斯·德·索绪尔发明了一种测量天空中悬浮粒子数量的工具Bénédict,也成为蓝度仪,是一个具有53种不同颜色的色轮,供观察者与天空进行比较,从而更好的判断当前天空的颜色。
一个现代版的蓝度计
(图片来源:Daniel Brown)
黄昏时分的臭氧蓝
如果你在黄昏时观察天空,漫天的红映入眼帘,尤其靠近日落方向的天空,总是弥漫着热烈的红. 这是由于太阳光在傍晚时穿过的大气层厚度相比于中午要厚许多,所以当它到达地球前会经历更多的瑞利散射,也就会失去更多蓝色光。当然如果大气高层出现其它气溶胶——比如火山爆发产生的灰烬,此时天空呈现的色彩将更加广阔和多彩。
而太阳落山后,天空将再次呈现出强烈的蓝色。但此时就不能完全用瑞利散射或米氏散射来解释了。这种颜色更多是由于臭氧(一种无色或淡蓝色气体)的存在产生的,臭氧不会散射光,而会吸收和分解光。
而臭氧对天空颜色的影响也只有在太阳光线需要穿过更多的大气层才能到达地球时才会被注意到(比如当它从地平线以外的地方穿过时)。它强烈地吸收天空中的红橙光,使我们在黄昏的天空中看到的少量光变成蓝色。
红色和蓝绿色的夜晚
夜里,如果你去一个没有光污染的地方仰望星空,你会看到天空弥漫着橙色的辉光,是的,尽管没有阳光,夜里的天也完全是黑的。相反,大气层中仿佛散发着某种微弱的光,我们称之为空气辉光。这种光是由海拔60到190英里(100到300公里)的氧、氮等元素结合成分子而产生的。
这样的光一直都在,但是由于太过微弱,在天空中有阳光时很难被看到,但是一旦太阳落去,黑色的天空中就会显现出一些暗淡的红色或蓝绿色,你可以用比眼睛更灵敏的摄像机捕捉到它们,而由于在低亮度下,我们的眼睛识别颜色的视觉将弱化,因此凭借肉眼或许只能看到灰黑色。