Una delle domande perenni dell’infanzia è “Perché il cielo è blu?” Forse te lo sei chiesto da bambino, o forse hai un bambino che te lo chiede ora! La spiegazione inizia con la fonte di luce per eccellenza del nostro sistema solare: il Sole. La luce del Sole appare bianca, ma questa luce bianca è composta da tutti i colori dello spettro visibile, dal rosso al violetto. Nel suo percorso attraverso l’atmosfera, la luce solare viene assorbita, riflessa e alterata da diversi elementi, composti e particelle. Il colore del cielo dipende in gran parte dalle lunghezze d’onda della luce in arrivo, ma anche le molecole dell’aria (soprattutto azoto e ossigeno) e le particelle di polvere giocano un ruolo importante.

Quando il sole è in alto, la maggior parte dei suoi raggi intercetta l’atmosfera ad angoli quasi verticali. Le lunghezze d’onda più corte della luce, come il viola e il blu, sono assorbite più facilmente dalle molecole d’aria rispetto alla luce delle lunghezze d’onda più lunghe (cioè delle bande rosse, arancioni e gialle dello spettro). Le molecole d’aria irradiano quindi la luce viola e blu in diverse direzioni, saturando il cielo. Tuttavia, il cielo di mezzogiorno appare blu, piuttosto che una combinazione di blu e viola, perché i nostri occhi sono più sensibili alla luce blu che alla luce viola.

Quando il sole è vicino all’orizzonte all’alba e al tramonto, i raggi solari colpiscono l’atmosfera con angoli più obliqui (inclinati), e quindi questi raggi devono percorrere una distanza maggiore attraverso l’atmosfera rispetto al mezzogiorno. Di conseguenza, ci sono più molecole di azoto e ossigeno e altre particelle che possono bloccare e disperdere la luce solare in arrivo. Durante questo lungo passaggio, la radiazione in arrivo nelle lunghezze d’onda blu e viola più corte è per lo più filtrata, e l’influenza di queste lunghezze d’onda sul colore del cielo diminuisce. Ciò che rimane sono le lunghezze d’onda più lunghe, e alcuni di questi raggi colpiscono la polvere e altre particelle vicino all’orizzonte, così come le goccioline d’acqua che compongono le nuvole, per creare le tinte rosse, arancioni e gialle che godiamo all’alba e al tramonto.