天空的蓝色是什么物理现象（天空的颜色有几百种）

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今天润皮哥要跟大家讨论的问题是：晴朗时候，天空的颜色有很多种，最后一种颜色牛顿没见过，我们却经常见过，特别在厄尔尼诺年。

1、万里无云的天空，是醉人的暗蓝色。

天为什么是蓝的？初中物理课堂上，老师就讲过，太阳光包括可见过、不可见光，按照频率从低到高可分为红外线、红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光、紫光、紫外线。

牛顿用三棱镜第一次分解了太阳光，太阳光是由红橙黄绿蓝靛紫各种颜色的色光混合而成的，由此证明了白光不是单色光，同样光的合成：红橙黄绿青蓝紫七中颜色的色光也可以混合出白光。

上图中，黄色为大气层外太阳光的波谱，红色为地球海平面太阳光的波谱。不难发现，由于大气层的作用，真正的太阳光穿过大气到了地面，波峰被削平了一层，特别是吸收和挡住了99%的紫外线，保护了地球的生态系统。

第二张图中，经过大气层的作用，波峰被削平了一层，形成红色区域在500nm到680nm之间形成了差异较大的峰头，于是，太阳光应该就是明亮的黄白色，即：550-580nm那种黄，再加上些白色（其他部分波长光的总和 ）。

所以太阳光照射到地面上，植物上，皮肤上暖暖的，发现阳光是黄白色的。

而太阳到达地面前损失的那部分光，构成了就是天空的颜色，这种损失主要来自一种散射。

光遇到空气中的分子(氧气分子、氮气分子、二氧化碳分子、水分子等)发生反射。多次反射后到达地面。而阳光中波长较小的紫光、青光、蓝光更容易散射，这就造成天空是蓝色的。

散射强度与入射光的波长四次方成反比。

第一张图与第四张的加权最后在地表上测量大概就是下面第五张图的样子。

4月20日天气最好，峰值在490nm，对应着青色。要是遇上了晴朗的好天气，完全达到470nm那种醉人的暗蓝天空。

2、变化多样的天空，白色的云朵，红色的太阳。

当粒子尺度接近或大于入射光波长时，它们散射的光强在各方向是不对称的，其中大部分入射光线沿着前进方向进行散射，这样的现象称之为米散射。

水滴的散射效率因子随尺度数α变化的曲线。

随着粒子的相对尺度增大，散射效率因子随波长已经基本不变。即，散射的程度跟波长无关，这就解释了为何云朵是白色的，因为照入云朵的太阳光，各波段散射的强度与入射时比例一致。

根据上面曲线，当α接近0时，散射效率跟波长呈反比，意思就是波长越长穿透性越好。要穿过大气越困难，太阳越呈红色。

3、蓝紫色雾霾天。

随着社会的发展，各种污染物，比如氮氧化合物、碳氢化合物在强烈阳光下，会产生一系列复杂的光化学反应，生成臭氧、二氧化氮等多种化合物。这些化合物同水蒸气H2O在一起，在适当的条件下便形成了这种带有刺激性的烟雾，其本身呈浅蓝色，时常可见，这时是蓝雾霾天。

随着PM2.5浓度增大，这些烟雾的吸收光线能力越来越厉害（参见米反射），透射光线偏向红色，与蓝色一起形成紫雾霾天。

今天润皮哥跟大家讨论的问题“晴朗时候，天空的颜色有很多种，最后一种颜色牛顿没见过，我们却经常见过”。对于这个问题，你有什么看法呢，请在下方发表你的观点。

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