皆さんこんにちは！気象予報士のyoshi.です。
「空って、どうして青いの？？」
とても身近な疑問なのに、いざ聞かれるとうまく説明できない。
そんな人は意外と多いのではないでしょうか。
毎日のように見上げている空ですが、その青さにはちゃんと理由があるんですね。
しかもその理由を知ると、夕焼けが赤い理由や曇り空が白っぽく見える理由まで、まとめて理解しやすくなります。
難しそうに見える気象の話も、空の色という身近な現象から入ると、一気に親しみやすくなりますし、子どもにも話したくなる内容でありながら、大人が読んでも「なるほど」と思える面白さがあるのも、このテーマの魅力です。
気象って難しそうと感じている人でも大丈夫。
まずは、毎日見ている空の色のふしぎから、気軽に気象の世界をのぞいてみましょう。
まず結論
最初に結論からいうと、空が青く見えるのは、太陽の光に含まれる青い光が空気中で散らばりやすいからです。
太陽の光は白っぽく見えますが、実際にはいろいろな色の光が混ざっています。
虹を思い浮かべるとわかりやすいですが、太陽の光には赤、橙、黄、緑、青、藍、紫といったさまざまな色が含まれています。
その光が地球の大気に入ると、空気に含まれる小さな粒などにぶつかって、あちこちに散らばります。
このとき、青っぽい光のほうが赤っぽい光よりも強く散らばるため、私たちの目には空全体が青く見えるんですね。
太陽の光は白ではないの？
そもそも「太陽の光って白じゃないの？」と思う方もおられるかもしれません。
たしかに、私たちの目には白っぽく見えますよね。
でも実際には、その白い光の中にはさまざまな色が含まれているんです。
たとえば、プリズムに光を通すと、虹のように色が分かれて見えます。
これは、もともと太陽の光の中に複数の色が入っているから。
空が青く見える理由を考えるには、まず太陽の光は一色ではなく、いろいろな色が混ざった光だと知っておくことが大切です。
なぜ青い光だけが散らばりやすいの？
空が青い理由を探るためには、ここがいちばん大事なポイントになります。
光の色はそれぞれ「波長」という目に見えない波のような形で存在しています。
その波長は赤が長く、青が短いという感じ。
そして青や紫のような短い波長の光ほど散らばりやすいという特徴があります。
反対に、赤のような長い波長の光は比較的散らばりにくいんですね。
そのため、太陽の光が空気の中を進むと、赤い光は比較的まっすぐ進みやすく、青い光は途中でいろいろな方向に散らばりやすいという違いが生まれます。
私たちは地上から空を見上げています。
すると、空気中であちこちに散らばった青い光が目に入りやすくなるため、空が青く見えるのです。
難しく感じる場合は、青い光は空の中で広がりやすいと覚えておけば大丈夫です。
紫ではなく、なぜ「青」に見えるの？
波長の長さの順番は赤、橙、黄、緑、青、藍、紫の順で短くなります。
ということは、「青より紫のほうが波長が短く散らばりやすいなら、空は紫に見えてもよさそう」と思う人もいるでしょう。
これはとてもよい疑問で、私もずっと同じ疑問を持っていたことがありました。
実は、空が青く見える理由には、2つのポイントがあります。
まず、太陽の光には紫も含まれていますが、青と比べて光の量が少ないということ。
量が少ない（光の強度が弱い）と量の多いもの（光の強度が強い）があれば量の多い方がよくみえますよね。
そして、人間の目は青い光を感じやすい一方で、紫はそれほど強く感じません。
このため、実際の空は紫というより、青い空として認識されます。
つまり、光の散らばりやすさだけでなく、人の目がどの色を感じやすいかも関係しているんですね。
昼間の空が特に青く見えるのはなぜ？
昼間、とくに晴れた日の空がきれいな青色に見えやすいのは、太陽の光がしっかり届いていて、大気中で光が散らばる現象が起きやすいから。
また、雲が少ないほど青空そのものが見えやすくなります。
晴れた日は、空気中で散らばった青い光を私たちが見やすい状態です。
一方で、曇りの日は雲が空を広くおおいます。
そのため、青空が見えにくくなり、白や灰色っぽい空に見えることになります。
夕焼けが赤いのはなぜ？
空が青い理由がわかると、夕焼けが赤い理由も理解しやすくなります。
夕方は、太陽が空の低い位置にあります。
地球に対して斜めから太陽の光が入り、直線で入る昼間よりも長い距離を大気の中で進まなければなりません。
すると、その途中で波長の短い青い光はたくさん散らばってしまい、赤や橙の光は比較的残りやすいという状態になります。
その結果、夕方の空や太陽のまわりは赤っぽく見えるんですね。
空が青い、夕焼けが赤い、この2つは別々の話ではなく、同じ光の散らばり方のしくみで説明できます。
曇り空や白っぽい空になるのはなぜ？
晴れの日の空は青いのに、薄曇りの日や雲が多い日は白っぽく見えることがあります。
これは、空気中の水滴や小さな粒によって、光の散らばり方が変わるからです。
雲は小さな水滴や氷の粒でできています。
小さいといっても、これらは空気の小さな粒よりも大きいため、青だけでなくいろいろな色の光をまとめて散らばらせます。
その結果、特定の色だけが目立つのではなく、全体として白っぽく見えやすくなります。
空の色を見れば、そのときの大気の状態が少しわかるというのも、気象の面白さのひとつです。
まとめ
空が青く見えるのは、太陽の光に含まれる青い光が、大気の中で散らばりやすいから。
普段は何気なく見ている青空も、その裏側では光と空気がしっかり関係し合っています。
太陽の光は白く見えても、実際にはさまざまな色が混ざっています。
その中でも青い光は空気中で特に広がりやすいため、私たちの目には空全体が青く見えているんですね。
そしてこのしくみを知ると、夕焼けが赤く見える理由や、曇り空が白っぽく見える理由も自然と理解しやすくなったのではないでしょうか。
空の色は、毎日見られるもっとも身近な自然現象のひとつ。
だからこそ、その理由を知るだけで、いつもの景色が少し違って見えてきます。
晴れた日の青空、夕方の赤い空、曇りの日の白い空。
空を見上げたときに「今日はどんな光が、どんなふうに見えているのだろう？」と考えてみてるだけでも、気象の世界はきっと身近で面白いものになるはずです。
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