Skip to main content

Waarom is de hemel blauw?

Het is moeilijk om de mate van "blauw" in de lucht te "kwantificeren". De kleur van de hemel omvat eigenlijk vele factoren, zoals:

  • de helling van de Zon ten opzichte van de verticaal
  • de plaats waar we ons bevinden
    (rekening houdend met de hoeveelheid vervuiling, maar ook eenvoudigweg de hoogte, die de hoeveelheid lucht die boven ons hoofd hangt bepaalt)
  • de samenstelling van de atmosfeer
    (op Mars is de hemel een andere kleur omdat er veel minder atmosfeer en veel stof is)
  • de meteorologische omstandigheden
    (bijvoorbeeld: Zijn we in de aanwezigheid van een temperatuurinversie die de luchtmassa's doet stagneren? Of hebben we te maken met veel wind die de vervuilende stoffen zou verspreiden?)

Dominante fenomeen dat blauwe kleur van lucht bepaalt

De atmosfeer als kleurenfilter

Allereerst is het belangrijk om te beseffen dat het licht dat van de zon komt alle kleuren van de regenboog bevat (anders zouden we nooit een regenboog zien!). De atmosfeer filtert en verspreidt echter, min of meer, deze verschillende kleuren voordat ze onze ogen bereiken.

De reden waarom we een blauwe hemel waarnemen is dat atmosferische moleculen vooral de lichtgolven verspreiden die "aan de blauwe kant" van de regenboog (van het elektromagnetisch spectrum) zitten.

Kleuren aan de hemel in wetenschappelijke termen

De verstrooiing:

  • is het grootst bij kortere golflengten
  • neemt toe als we kijken naar de kleuren van de regenboog, van paars naar rood

Als de zon hoog aan de horizon staat, wordt dit blauwe licht in alle richtingen verstrooid, waardoor de hemel zijn blauwe kleur krijgt, waar we ook kijken.

Dit fenomeen, dat "Rayleigh verstrooiing" wordt genoemd, is het dominante fenomeen dat de blauwe kleur van de lucht bepaalt. (Op Mars is deze verstrooiing miniem door de zeer ijle atmosfeer, en is de hemel geel-bruin.)

Ondergaande of opgaande zon met oranjerode kleuren

Andere kleuren in de atmosfeer

Natuurlijk verspreiden de andere kleuren zich ook, worden ze min of meer efficiënt verstrooid en bereiken ze ook onze ogen.

Hoe langer de weg is dat door het licht wordt afgelegd (de optische weglengte), hoe meer de andere kleuren aanwezig zijn en de blauwe tint van de lucht uitdoven, wat verklaart waarom de lucht “ondieper” lijkt als we onze blik van de verticaal (recht boven ons hoofd) weg bewegen om naar de horizon te kijken.

Als de lucht erg vochtig is, maakt het grote aantal minidruppeltjes water het blauw effect nog milder, en als vervuiling in de weg staat, kan het de absorptie van bepaalde kleuren verder verbeteren, en de kleur van de lucht kan geelachtige of roodachtige tinten aannemen.

Dit is bijvoorbeeld het geval met:

  • ozon, dat de violetblauwe kleuren intensief absorbeert
  • aerosolen (kleine deeltjes in de lucht). Juist daarom krijgt de lucht van de ondergaande of opgaande zon prachtige oranjerode kleuren.

Atmosfeer als een schil rond een sinaasappel

Laten we ons de atmosfeer rond de aarde voorstellen als een schil rond zijn sinaasappel, en we observeren het als een klein stipje net onder de schil.

Wanneer de zon laag aan de horizon staat, heeft het licht dat ons oog bereikt een veel langere afstand afgelegd doorheen de schil dan wanneer de zon hoog aan de hemel staat: het blauw heeft zich verspreid naarmate het licht vordert, en we blijven achter met de kleuren dichter bij het rood.

De hoek waaronder het zonlicht de atmosfeer binnenkomt speelt een rol. Credit: YR Architecture Design.
Het elektromagnetisch spectrum. Bron: Nicepng
Intens blauwe lucht. Stratosferische ballonmetingen uitgevoerd door het BIRA in de jaren '80, in Air sur l'Adour, Frankrijk.