這是父母每天都會被孩子問到的問題，而且，這個問題棒極了。

有些人認(rèn)為天之所以是藍(lán)色，是因為太陽光反射了海洋的顏色，但是天在鄉(xiāng)村也是藍(lán)色的，而鄉(xiāng)村根本不靠海！

另一些人認(rèn)為是因為在我們大氣中存在的水，不過在極度干燥的沙漠，天也是藍(lán)色的。

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（利比亞撒哈拉沙漠的藍(lán)天，圖源維基百科）

所以，究竟為什么呢？

天是藍(lán)色的，是因為陽光與大氣互相作用的方式。

如果你曾經(jīng)玩過棱鏡，或者是看到過彩虹，那么你一定會知道光是由不同的顏色組成的?！癛OY G.BIV”這個名字能幫我們記住這些顏色，紅（Red）橙（Orange）黃（Yellow）綠（Green）藍(lán)（Blue）靛（Indigo）紫（violet）。

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（跨越我在墨爾本的家的彩虹，2017年，來自Duane Hamacher）

這些顏色僅僅占了電磁光譜中的一小部分，包括紫外線，微波和無線電波。這意味著導(dǎo)致曬傷的紫外線，加熱剩飯剩菜的微波爐，我們聽的收音機(jī)，都是光的不同形式。

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（光譜，顯示了光與可比較大小的物體的波長，來自美國宇航局NASA）

光線移動時波長不同，有的較短，發(fā)出藍(lán)光；而有的較長，發(fā)出紅光。當(dāng)太陽光到達(dá)大氣層時，空氣中的分子會散射藍(lán)光，但讓紅光通過?？茖W(xué)家們稱這種現(xiàn)象為瑞利散射（Rayleigh scattering）

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（可見光的光譜，從紅色到藍(lán)色波長越來越短，來自美國宇航局NASA）

當(dāng)太陽高高地掛在天空時，它展現(xiàn)出它的本色白色。日出和日落時，我們能看見更紅的太陽。這是因為太陽光穿越了更厚的大氣層，將藍(lán)光和綠光散射，讓紅光通過之后將云彩染成美麗的紅色，橘色和粉色陣列。

? ? ? ? ? ? ?（日落時的火燒云，2017，墨爾本冬，Duane Hamacher）

瑞利散射能影響我們看到的月亮。在月全食的時候，月亮穿過地球的陰影，藍(lán)色和綠色光被地球的大氣層散射，紅色光得以順利通過。我們的大氣層就像一個放大鏡，將紅色的太陽光折射到月亮上，讓月亮呈現(xiàn)了一種毛骨悚然的血色。因此，許多文化，包括一些澳大利亞的原住民，將月蝕和血液聯(lián)系在了一起。

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（月全食時的血月，2003年5月15日，F(xiàn)rank Schulenburg/Flickr, CC BY-SA）

瑞利散射在其他星球上也成立。你知道嗎？在火星上，天空也是藍(lán)色。（如果沒有風(fēng)暴把紅色的塵土弄得到處都是的話）

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（1976年8月29日，來自海盜號拍攝的火星表面的天空）

最后，天是從哪里開始的呢？

這個問題比較難，一只飛行高度達(dá)50米的鳥看起來像是在天空里，但是飛行高度過萬米的的飛機(jī)也這樣。

“天空”，只是我們從地面向上看的大氣層。我們絕大多數(shù)的大氣層向上延伸約16公里，這也是發(fā)生瑞利散射最頻繁的地方。

如果你曾經(jīng)看過火箭進(jìn)入太空的視頻，那么你就能看到在火箭爬升的過程中，藍(lán)色的天漸漸褪去成為黑色的背景板。

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（火箭發(fā)射，你能發(fā)現(xiàn)隨著火箭升空，天空也從藍(lán)色變到黑色）

相關(guān)知識

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天空漫射（Diffuse sky radiation）是陽光直接被地球大氣層中的分子或懸浮粒子散射而改變了行進(jìn)方向之后，經(jīng)過才抵達(dá)地球表面的太陽輻射，這些以光子為主的輻射很可能經(jīng)過不只一次的散射、反射，最終以疊加的型態(tài)進(jìn)入觀測者的眼中，是天空會有顏色變化的主因，其變化就是隨著“輻射入射角”（時間）及“最短路徑上的阻礙”（天候狀況、空氣污染程度）造成顏色變化。它也被稱為天光（skylight）、?漫射天光（diffuse skylight）、或天空輻射（sky radiation）。來自太陽的陽光大約有總量的三分之二（根據(jù)在大氣層中的灰塵和煙霧含量，在太陽高懸時大約為有25%的入射輻射直接被散射）會在大氣層中被散射，最終成為彌散的天空輻射抵達(dá)地球表面。

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作者: theconversation

FY: 林語墨

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