天空为何呈现蓝色？

抬头仰望，晴朗的白天总是一片蔚蓝。这并不是因为大气本身有颜色，而是阳光与空气分子相互作用的结果。太阳光看似白色，实则由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫连续光谱组成；当这束“白光”闯入地球大气层，不同波长的光被空气分子散射的程度并不相同。

光的散射原理是什么？

空气分子尺寸远小于可见光波长，因此发生瑞利散射。瑞利散射的强度与波长四次方成反比：波长越短，散射越强。蓝光波长约450 nm，红光约650 nm，前者散射强度约为后者的5～6倍。于是，蓝光被四面八方“打散”，进入人眼的几率远高于红光，天空便呈现蓝色。

为什么不是紫色？

紫光波长更短，散射理应更强。然而：

• 人眼对绿色-蓝色区间最敏感，对紫色敏感度低；
• 太阳光谱在紫光段能量本身较弱；
• 上层大气臭氧层吸收部分紫外与紫光。

多重因素叠加，最终我们感知到的主色调是“蓝”而非“紫”。

日出日落为何变红？

当太阳贴近地平线，阳光需穿越更厚的大气层。短波蓝光在漫长路径中被几乎散射殆尽，剩下长波红光直达人眼，于是天边呈现橙红。若空气中悬浮较多尘埃或水汽，散射类型转为米氏散射，红色会更加浓郁，甚至出现“血日”。

火星的天空也是蓝色吗？

不是。火星大气稀薄且富含氧化铁尘埃，颗粒尺寸接近可见光波长，米氏散射占主导，散射效率对波长依赖较弱。结果：

1. 白昼天空呈淡橙红色；
2. 日落时太阳周围反而泛蓝灰色——与地球恰好相反。

实验验证：一杯牛奶告诉你答案

在家即可复现瑞利散射：取透明水箱，滴入少量牛奶并搅匀，用手电从侧方照射。观察发现：

• 侧面看光束呈淡蓝色；
• 正对光源方向看则呈橙红色。

牛奶脂肪颗粒尺寸与空气分子接近，完美模拟大气散射。

个人思考：颜色只是“眼睛的谎言”？

从物理角度，光本无颜色，只有波长与能量；颜色是大脑对神经信号的“翻译”。因此，天空的蓝色既是客观散射，也是主观感知。若人类视网膜对紫光更敏感，或许千百年来的诗歌都会歌颂“紫色的穹顶”。

未来城市的天空会变色吗？

随着气溶胶排放变化，米氏散射比例升高，城市天空的蓝色正逐渐“泛白”。NASA卫星数据显示，过去20年全球平均气溶胶光学厚度上升约8%，对应天空色度向长波偏移。若这一趋势持续，下一代或许只能在郊外才能重温“蔚蓝”记忆。