大气层散射就是蓝色天空［Blue Sky］ 蓝色的光，严格定义是波长［0.450-0.495微米］的光线，通常波长［0.440-0.515微米］左右的光线，人类的肉眼都会感觉是“蓝”，波长比蓝光更长是绿色光，更短是紫色光。

蓝色天空

瑞利散射

大气电离层

背景因素

炫目

蓝色天空

阳光分成各种波长，其中可见的光线，因人而异，波长大约［0.38～0.78微米］左右，阳光进入大气层后，形成反射、折射、散射、衍射等等，其中造成天空是蓝色的原因是散射。

这些反射、折射、散射、衍射都是由于光线是“波”，类似水的波浪，光照射到物体时候，就类似“波浪”打在物体上，会形成反射波，反射后就是我们看到的颜色。

阳光本身有各种可见颜色，物体反射光线，就是物体的细微组织分子、原子被光波打中，而震荡反射，并且只能反射那些波长和自身直径大小类似的光。例如，大小直径约［0.450-0.495微米］的颗粒反射的光，必然是“蓝色光”，这样我们肉眼看到的就是蓝色。物质都是由微小分子、原子构成的，我们看到的颜色，都是它们的反射造成。

但是空气中的物质，包括水分子（H2O）、氧气分子（O2）、二氧化碳分子（CO2）等等，直径太小，根本不可能反射可见光，只能反射波长小于近紫外线的不可见光。

所以长期以来，没人能解释天是蓝的。

瑞利散射

英国科学家J·W·斯特拉特（1842～1919），在1871年提出他发现的散射原理，部分解释了这个原因，他后来改名J·W·斯特拉特·瑞利［Rayleigh］，于是把他发现的原理就定名瑞利散射［Rayleigh Scattering］。

瑞利散射的含义是：对于那些不是“圆球形状”的微粒物质，而且微粒尺度极小，比大多数光的波长小很多的条件下，比如：水分子（H2O）、氧气分子（O2）、二氧化碳气体分子（CO2）等等，它们都是几个圆球组合而成，它们的不规则形状，导致散射光的强度，与反射出去的光波波长［ λ ］的四次方，成反比关系。

这个理论解释了，大气空气出现蓝颜色，是因为微小颗粒，能够把投射在它们上的所有光线挑拣后反射，反射最强烈的是波长较短的“近蓝色光”和蓝色光，远远多于长波光线（例如：红色光）。人类肉眼看到的就是：散射出的蓝色光。但是，瑞利的理论，没有解释天空深蓝颜色的形成原因。当时，普遍认为，空气分子很稀薄，不可能反射均匀的蓝光，空气是透明的，如果能这样反射，地面上看什么都应该是蓝的。

大气电离层

后来，科学家进一步研究，发现原来瑞利散射现象仅存在微小颗粒中，大颗粒没有此现象，空气中最大的反射源，并不是空气的分子，它们直径大、稀疏，造成“瑞利散射现象”并不强烈，而且反射出的是接近绿光的蓝色。

真正的反射源头是“离子”，是极高空的“大气电离层”，那里的空气离子化，瑞利本人生活的时代根本不知道。

也就是说，瑞利的理论虽然曾经解释了“天空的蓝色”，但那仅仅是理论原因。根本原因是一些气体分子电离化，形成很多规则的圆球形状、不规则形状的颗粒作高速随机运动（布朗运动），在高速运动中造成很密集的“瑞利散射光线”（动态散射现象），而且反射源头在极高空。

背景因素

大气层散射是微弱的，背景宇宙很黑暗，所以才看到蓝色的散射光线。这就是，为什么向上看天空是蓝色的，而在地面上看到的周围的空气，却不是蓝色的。

宇航员在太空向下看，几乎看不到蓝天，因为地球地面的反射要强烈很多，感觉不到蓝光线，但是他们能感觉到大气层边缘的蓝色，同样由于地面的强烈反差，大气层散射的蓝光，他们感觉不是很明显。从太空中看到的地球表面的蓝色，是由于地面上，水的反射光线。

炫目

我们的眼睛输送给大脑的画面是有频率的，天空的蓝色是稀疏、杂乱、闪烁的蓝光线，由于类似电影画面连续播放的错觉，人类感觉到的是一片丰满、均匀、灰度变化柔和的蓝天。

这是人类‘肉眼感觉蓝天眩目的原因，因为它在不断闪烁。