為什麼天空是藍色的？

我們總是通過眼睛可以看到五彩繽紛的世界，而抬頭望向天空，我們所看到卻只有藍色。那麼，天空為什麼不是別的顏色而偏偏是藍色的呢？

通常，我們所「看見」的景象往往是通過眼睛的視覺神經反映給大腦的神經系統所形成的色覺圖像。也就是說，我們之所以認為天空是藍色的，是因為眼睛所看到的顏色是藍色的，然後通過視覺神經將這信息反饋給大腦。

眼睛之所以能看見各種色彩，是因為視網膜中的視錐細胞中含有感受顏色的物質。視錐細胞還有三種強大的功能，即分別含有紅敏色素、綠敏色素和藍敏色素。這三種色素代表著眼睛對這三種顏色的極其敏感。

太陽光是由赤、橙、黃、綠、青、藍、紫七種光組成的。這七種光中青、藍、紫波長較短，容易被空氣分子和塵埃散射。大氣分子及大氣中的塵埃對波長較短的藍光的散射能力大大高於對其它波長較長的光子，如紅光因波光長，透射力大，因此能直接通過大氣射向地面。與此同時，青、藍、紫光因波光短，當它們遇到大氣分子、冰晶等，容易發生散射。被散射的這三種光布滿天空，而眼睛原本對紫色就不敏感，加上紫色光在散射的同時也被大量吸收，這時，眼睛裡視錐細胞中含有的藍敏色素起到了重要的作用，於是，眼睛所看到的天空便是藍色的。

比較有意思的是，天空原本是無色的，它是通過太陽光的色散，才有了色彩。因此，人們在晚上所看到的天空是黑色的。

通常，在下雨天或陰天，天空所呈現出的是灰白色。這是因為一些較厚的雲層對太陽光所表現出來的是反射，光線相對晴天要弱，而當陽光再次透過這些厚厚的雲層後，反射出來的顏色是包含在雲層中的塵埃和小水滴以及冰晶的顏色，因此，這個時候的天空是灰白色的。

天空也並不是全天都是藍色的。在日出和日落時，天空所呈現出來的顏色是紅色的。這是因為當陽光穿過大氣層時，紫光通過散射逐漸衰減，透射後剩下的光中顏色偏于波長較長的紅光，紅光通過散射後依然是以波長較長的光居多，因此這個時候看到的天空是紅色的。

日落後，天黑前，天空的顏色也不是藍色，而是呈現出深藍色。這是因為在距離地面20~50km的大氣中，有一個被稱之為臭氧層的層面，它能大量吸收太陽光中波長較短的紫光，而波長較短的藍光卻無法得到阻攔。因此，這個時間段的天空會呈現出深藍色。

讓人痛心的是，由於人類對環境的破壞，造成大氣污染，諸如霧霾、揚沙等天氣現象的增多，讓藍藍的天空逐漸失去了它原本的顏色。同時，治理大氣污染以及加大環境污染整頓力度，也一直是人類迫在眉睫的重大事項。

作者：宋日紅

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創 轉載時務請註明出處

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