达到多高的海拔高度天空就呈现出宇宙的黑色了?大家都知道太空是黑色的,因为太阳光在地球大气层中散射使地球上的天空显为蓝色,位于两百多公里高的国际空间站上看去天空已经是黑色了,

Question

达到多高的海拔高度天空就呈现出宇宙的黑色了?
大家都知道太空是黑色的,因为太阳光在地球大气层中散射使地球上的天空显为蓝色,位于两百多公里高的国际空间站上看去天空已经是黑色了,那最低当达到多高的海拔高度后,天空的蓝色将明显退去呢?

Answer 1

有人猜想,天空中含有一种蓝色的气体,或者大气本身就是蓝色的.事实究竟怎样?通过科学实验表明,当太阳光射入地球大气层时,遇到大气分子和其它微粒而被散射,这些大气分子和微粒本身是不会发光的,但是由于它们散射了太阳光,每一大气分子就变成了一个散射光的光源.它们向四面八方发射出光来.在高空没有多少飘尘粒子,故以分子散射(瑞利散射)为主,散射光的光强与入射光的波长四次方成反比.阳光所含的七种色中,紫、蓝、青光等的波长短,最容易被大气分子散射出来；而波长较长的橙、红、黄等颜色的光波透射力最强,被散射便弱,他们能透过这些大气分子而保持原来的射程方向.这样光波的分离作用就此发生,在高空的散射光便以紫、蓝、青光等为主.另外,散射光线的颜色与微粒的大小有密切关系,微粒越小,则只有短光波遭到散射,对下层空气分子散射来讲,主要是蓝色光线被散射出来.因此我们看到的天空是蔚蓝色的,而且天气越晴好,天空越蓝.
那末高空天空的颜色是否也是蓝色的?不一定.愈到高空,天空的颜色愈灰暗,甚至变成黑灰色.
原来,愈到高空,空气愈稀薄,空气分子数减少得很厉害,分子散射出的光辉就逐渐变弱,天空的亮度因此就愈来愈暗,由青色（离地约8公里以上）递变为暗青色（离地约11公里）,再递变为暗紫色（离地约为13公里）,只有那最易被散射的紫色光波才被高层稀疏的空气分子散射出来.到二十公里以上的高空,分子更稀少了,散射作用几乎完全看不出来,没有散射光,天空当然变成黑灰色的了.
低层大气中含有较多的尘粒,这里的散射以米散射为主,米散射不遵从分子散射那样的散射规律而是遵从更复杂的规律,阳光被散射后基本上仍为白光,我们也就看到地平线附近的天际为灰白色或青灰色.
作者：北京市气象台科普馆 高迎新