L’une des éternelles questions de l’enfance est  » Pourquoi le ciel est-il bleu ? » Vous avez peut-être posé cette question quand vous étiez enfant, ou vous avez peut-être un enfant qui vous la pose maintenant ! L’explication commence par la source ultime de lumière dans notre système solaire : le Soleil. La lumière du soleil semble blanche, mais cette lumière blanche est composée de toutes les couleurs du spectre visible, allant du rouge au violet. Sur son chemin à travers l’atmosphère, la lumière du soleil est absorbée, réfléchie et modifiée par différents éléments, composés et particules. La couleur du ciel dépend largement des longueurs d’onde de la lumière entrante, mais les molécules d’air (principalement l’azote et l’oxygène) et les particules de poussière jouent également un rôle important.

Lorsque le soleil est haut dans le ciel, la majeure partie de ses rayons interceptent l’atmosphère à des angles presque verticaux. Les longueurs d’onde plus courtes de la lumière, comme le violet et le bleu, sont plus facilement absorbées par les molécules d’air que la lumière des longueurs d’onde plus grandes (c’est-à-dire des bandes rouge, orange et jaune du spectre). Les molécules d’air rayonnent alors la lumière violette et bleue dans différentes directions, saturant le ciel. Cependant, le ciel de midi apparaît bleu, plutôt qu’une combinaison de bleu et de violet, car nos yeux sont plus sensibles à la lumière bleue qu’à la lumière violette.

Lorsque le soleil est proche de l’horizon à l’aube et au crépuscule, les rayons du soleil frappent l’atmosphère à des angles plus obliques (inclinés), et ces rayons doivent donc parcourir une plus grande distance dans l’atmosphère qu’à midi. Par conséquent, il y a plus de molécules d’azote et d’oxygène et d’autres particules qui peuvent bloquer et disperser la lumière solaire entrante. Au cours de ce long passage, le rayonnement entrant dans les longueurs d’onde plus courtes du bleu et du violet est en grande partie filtré, et l’influence de ces longueurs d’onde sur la couleur du ciel diminue. Ce qui reste, ce sont les plus grandes longueurs d’onde, et certains de ces rayons frappent la poussière et d’autres particules près de l’horizon, ainsi que les gouttelettes d’eau qui composent les nuages, pour créer les teintes rouges, orange et jaunes que nous apprécions au lever et au coucher du soleil.