사실을 들여다보면
맑은 낮 하늘이 파랗게 보이는 것은 대기의 작은 분자들이 햇빛 가운데 짧은 파장의 빛을 더 강하게 흩뜨리기 때문입니다. 태양빛은 흰색처럼 보이지만 실제로는 여러 파장의 색이 섞여 있습니다.
햇빛이 대기에 들어오면 질소와 산소 같은 분자를 만납니다. 빛의 파장보다 훨씬 작은 입자에서 일어나는 레일리 산란은 파장이 짧을수록 강합니다. 그래서 붉은빛보다 파장이 짧은 파랑과 보라 계열이 여러 방향으로 더 많이 흩어집니다.
우리가 하늘 어느 쪽을 보더라도 눈에 들어오는 파란빛은 태양에서 곧장 온 것만이 아닙니다. 대기 분자에 부딪혀 진행 방향이 바뀐 빛이 사방에서 눈으로 들어옵니다. 그 결과 하늘 자체가 푸른빛을 내는 것처럼 보입니다.
그렇다면 파장이 더 짧은 보라색 하늘이 아닌 이유는 한 가지로만 설명되지 않습니다. 태양빛에는 파장별 세기가 다르고, 사람의 눈은 보라색보다 파란색에 더 민감합니다. 높은 대기에서 일부 짧은 파장 빛이 흡수되는 영향도 합쳐집니다.
해 질 무렵에는 햇빛이 낮보다 더 긴 대기 경로를 통과합니다. 파란빛은 도중에 여러 방향으로 많이 흩어지고, 관찰자에게 곧장 도달하는 빛에는 비교적 긴 파장의 주황과 빨강이 더 남습니다. 그래서 같은 산란 원리가 파란 낮과 붉은 노을을 함께 만듭니다.
구름이나 먼지 입자는 공기 분자보다 커서 여러 색을 조금 더 고르게 산란시킬 수 있습니다. 이 때문에 구름은 희고, 먼지와 수증기가 많은 하늘은 옅거나 뿌옇게 보입니다. 하늘색은 태양빛과 대기의 크고 작은 입자가 나눈 결과입니다.
