想象一下，上一次您在晴朗的天空中外出時。從您的正上方看，天空可能是明亮而充滿活力的藍色。這不足為奇，因為我們從小就被教導說草是綠色的，而天空是藍色的。當然，即使是對光學有基本瞭解的人也知道，顏色僅僅是基於光的反射和折射。

現在，回想一下同樣Sunny明媚的漫步；如果您繼續上山，然後到達山頂，然後眺望地平線，您可能會對看到的顏色感到驚訝。當您的目光在遠處延伸時，頭頂上方呈現的豐富而充滿活力的藍色並不會保持均勻。實際上，在地平線附近，天空可能看起來幾乎是白色的。是什麼導致了我們刻板的藍天中這種顏色的差異？為什麼地平線附近的天空如此明亮？

當人們想到在賦予生命的溫暖中沐浴著我們的星球的Sunny時，通常會把它想象成溫暖的金色光，因為那是我們與太陽緊密相關的顏色。 但是，可見光是波長不同的所有顏色的組合。當太Sunny線進入地球大氣層時，它們開始與那裡存在的所有分子（包括氮，氧，氫，二氧化碳等）以及空氣中的顆粒物和汙染物發生相互作用。

當太Sunny撞擊大氣顆粒時，它會導致電子和質子快速上下振盪，併產生與入射光相同頻率的輻射，但會向各個方向發出。重新定向Sunny的過程稱為散射。當您檢視電磁光譜的可見光部分時，您會發現光譜的藍色側比光譜的紅色側具有更高的頻率和更低的波長。

當Sunny照射到大氣中的氮和氧分子（這兩個最豐富的元素）時，藍色光的短波長和高頻更容易散射，大約是紅色光的十倍！透過遠小於光的波長的粒子介質進行的這種不均勻的光散射稱為瑞利散射。藍光高度集中地散射在各個方向上，使天空呈現藍色。

光線必須透過的大氣量越少，就會顯示出更多的藍色，因此當您在晴朗的日子直視時，您會看到“純”藍色。但是，大氣不能均勻地散射光，因此瑞利散射的效果會因您在天空中看到的區域而異。例如，在遠離山頂的地方，天空看起來像是淡藍色，因為光線在進入您的眼睛之前必須穿過更多的大氣層。這就允許分散更多的顏色，因此“藍色”不那麼純。

上面的示例適合晴天，但我們並不總是喜歡藍天。有時天空會呈現灰色或白色，尤其是在陰天。 當光與較小的空氣分子（例如氮和氧）相互作用時，會發生瑞利散射，但在較大的顆粒物（例如汙染物，氣溶膠，水蒸氣，灰塵或煙氣）的情況下，反射光會在所有方向上均等地散射。粒子必須具有與入射可見光大致相同的波長大小，才能產生這種效果。 這種均勻的散射會產生白光的外觀，這是可見光譜中所有顏色的組合。 這就是為什麼雲彩通常是白色，而天空卻是藍色的原因！ 大粒子在所有方向上的這種光散射稱為米氏散射。

如上所述，當您向遠處看時，天空的藍色將開始顯得有些蒼白，因為瑞利散射效應正被您所透過的過多大氣“淹沒”。 頭頂上方大約有13公里的大氣層，但在注視地平線時，光線必須穿過160公里或更遠的大氣層才能到達眼睛。

因此，觀察地平線就像觀察大氣的“底部”，那裡的氣溶膠，汙染物，煙霧和灰塵的濃度較高（即更接近地面和人類活動）。 這些較大的粒子比諸如氮和氧的空氣分子重，這意味著它們將位於大氣中較低的位置。因此，朝著地平線向外看，光線將與更多的這些粒子發生相互作用，這比直接觀察時會產生更多的米氏散射。

自古以來，凝視無盡的藍色一直是一種消遣，但不要讓任何人試圖告訴你整個天空總是藍色！ 我們在世界上看到的顏色僅僅是光與不同表面和物質相互作用的產物，在大氣層中彈跳，並根據距離、強度和任何顆粒障礙物發生變形。 下次當您從遠景眺望地平線上方的白色區域時，您可以輕鬆向您的同伴解釋是什麼導致了這種藍天異常-米氏散射！