大気の層

まとめ

解説

地球を取り巻く大気は、太陽から届く可視光線に対して複雑な光学現象を引き起こす。太陽光が大気中の窒素や酸素分子、塵などの微粒子に衝突すると、光が四方に散らばる「散乱」が発生する。特に波長の短い青色の光は散乱されやすい性質（レイリー散乱）を持つため、日中、太陽が天頂付近にあるときは青い光が空いっぱいに広がり、空は青く見える。

一方、夕方になり太陽が地平線近くへ移動すると、観測者に届く光は大気の中をより長く通過することになる。この過程で青色の光はほとんど散乱し尽くされ、散乱しにくい波長の長い赤色の光だけが目に届くため、空は赤く染まって見える。

また、大気は光を内側へ曲げる「屈折」の働きも持つ。これは皆既月食の際、地球の影に入った月が完全に消失せず「赤銅色」に見える現象の要因となる。太陽光のうち大気によって散乱されなかった赤い光が、大気の層で屈折して地球の影の内側に回り込み、月面を照らすことでこの独特の色相が現れるのである。大気中の塵や雲の量によってこの屈折光の透過率が変化するため、月面の明るさや色味は気象条件や火山活動の影響を受けることがある。