Miksi taivas on sininen?

Julkaistu

 

Päiväsaikaan taivas näyttää selkeällä säällä siniseltä, auringon laskiessa taivaanranta taas värjäytyy punertavan eri sävyihin. Taivaan värittyminen perustuu valonsäteiden sirontaan ilmakehässä.

Mikäli ilmakehässä ei olisi ollenkaan hiukkasia tai molekyylejä, pääsisi näkyvä auringonvalo kulkemaan maan pinnalle täysin vapaasti, ilman että se joutuu kohtaamaan edetessään esteitä, taivas olisi tällöin pikimusta. Valonsäteet joutuvat muuttamaan hieman kulkusuuntaansa törmätessään ilmakehän pieniin partikkeleihin (pääasiassa happi- ja typpimolekyyleihin), tätä kutsutaan sironnaksi. Valon sironnasta syntyvät siis myös taivaan eri sävyt. Näkyvän valon eri aallonpituudet, eli värit siroavat eri tavalla. Väreistä sinisen ja violetin aallonpituudet ovat lyhyimpiä, pisin aallonpituus on punaisella. Lyhimmät aallonpituudet siroavat ilmakehässä voimakkaimmin eri suuntiin ja tästä syystä sinisen eri sävyjä on ilmassa joka puolella ja joka suuntaan enemmän kuin muita aallonpituuksia ja taivas näyttää tämän vuoksi sinertävältä.

Sininen taivas korkeapainetilanteessa Helsingin Hermannissa 12.8.2015
Sininen taivas korkeapainetilanteessa Helsingin Hermannissa 12.8.2015

Taivvaan sinisyyteen vaikuttaa suuresti ilmankosteus. Vesimolekyylit ovat sen verran isoja, että ne taittavat ja heijastavat valoa lähes täysin samalla tavalla riippumatta sen aallonpituudesta. Tästä seuraa se, että mitä enemmän ilmassa on kosteutta (vesimolekyylejä paljon suhteessa happi- ja typpimolekyylien määrään), sitä vaaleammalta taivas näyttää. Moni muistaa etelän lomamatkoiltaan sen, kuinka taivas näyttää yleensä hyvin vaalealta, johtuen juuri suuresta määrästä vesihöyryä, jota mahtuu enemmän lämpimään kuin kylmään ilmaan. Kylmään arktiseen pakkasilmaan kosteutta mahtuu vain vähän ja taivas näyttää tummemman siniseltä. Talvitaivas on siis tästä syystä yleensä tummemman sininen kuin kesätaivas.

Puneratavaksi värjäytynyt taivaanranta auringonlaskun aikaan Lauttasaarenselällä 3.7.2010
Puneratavaksi värjäytynyt taivaanranta auringonlaskun aikaan Lauttasaarenselällä 3.7.2010

Auringonlaskussa taivas värjäytyy punertavaksi sen vuoksi, että valo joutuu kulkemaan ilmakehässä pitkän matkan. Mitä matalemmalta aurinko paistaa, sen pidempi on sen ilmakehässä kulkema matka katsojan silmään. Pitkän matkan aikana tehokkaammin siroavat siniset sävyt ehtivät sirota pois ja jäljelle jäävät kaikista pisimmät aallonpituudet, eli punertavat sävyt.