Een van de eeuwige kindervragen is “Waarom is de lucht blauw?” Misschien heb je dit als kind al gevraagd, of misschien heb je nu een kind dat het je vraagt! De verklaring begint met de ultieme bron van licht in ons zonnestelsel: de zon. Zonlicht lijkt wit, maar dit witte licht bestaat uit alle kleuren van het zichtbare spectrum, van rood tot violet. Op zijn weg door de atmosfeer wordt het zonlicht geabsorbeerd, weerkaatst en veranderd door verschillende elementen, verbindingen en deeltjes. De kleur van de lucht hangt grotendeels af van de golflengten van het invallende licht, maar ook luchtmoleculen (vooral stikstof en zuurstof) en stofdeeltjes spelen een belangrijke rol.

Als de zon hoog aan de hemel staat, onderschept het grootste deel van zijn stralen de atmosfeer onder bijna verticale hoeken. Licht met kortere golflengten, zoals violet en blauw, wordt gemakkelijker door luchtmoleculen geabsorbeerd dan licht met langere golflengten (d.w.z. de rode, oranje en gele banden in het spectrum). De luchtmoleculen stralen dan violet en blauw licht in verschillende richtingen uit, waardoor de hemel verzadigd raakt. De middaglucht ziet er echter blauw uit, en niet als een combinatie van blauw en violet, omdat onze ogen gevoeliger zijn voor blauw licht dan voor violet licht.

Als de zon ’s morgens en ’s avonds dicht bij de horizon staat, komen de zonnestralen onder een meer schuine hoek in de atmosfeer terecht, waardoor ze een grotere afstand door de atmosfeer moeten afleggen dan op de middag. Als gevolg daarvan zijn er meer stikstof- en zuurstofmoleculen en andere deeltjes die het binnenkomende zonlicht kunnen blokkeren en verstrooien. Tijdens deze lange passage wordt binnenkomende straling in de kortere blauwe en violette golflengten grotendeels weggefilterd, waardoor de invloed van deze golflengten op de kleur van de hemel afneemt. Wat overblijft zijn de langere golflengten, en sommige van deze stralen komen terecht in stof en andere deeltjes nabij de horizon, evenals in de waterdruppels waaruit de wolken bestaan, en creëren de rode, oranje en gele tinten waarvan we genieten bij zonsopgang en zonsondergang.