空の色はなぜ青いの？夕焼けや海の色の理由を解説！

ecotopia編集部
2020年4月24日

なぜ空は青色なのだろう、と子供の頃に一度は疑問に思ったことはありませんか？成長するにつれて、空の青さに疑問を持つことは減ってしまいますが、もし子供から「どうして青いの？」と質問されたら…ということを考えると、しっかり理屈を理解しておいた方が良いかもしれませんね。

また、夕焼けの色が赤い理由や、海の色が青いことは関係があるのでしょうか。空の色に関する不思議をご紹介します。

空の色はなぜ青い？理由は光の波長

見上げた空に広がる青色を美しいと感じるのは、大人になっても変わらないはず。しかし、宇宙の色は夜の空と同じ色のはずだし、光の源となる太陽が青く輝いているわけでもない、と考えると、空の色ってとても不思議ですよね。

青空の正体は、光の性質や色の性質が深く関わっています。まず、太陽の光は白に近い色をしてしますが、実は虹と同じように、七色の光でできています。つまり、赤色、黄色、橙色、緑色、青色、紫色、藍色の七つ光が混じって白色になっているのです。

光は色によって、それぞれ波長があり、それぞれ違った波長があります。光の色が、青に近ければ近いほど波長が短く、赤に近ければ近いほど波長が長い、という性質があるのです。そして、波長が短い光は、粒子にぶつかりやすく、散乱されやすいという特徴があり、波長が長い光はその逆となります。

これをレイリー散乱と言います。このレイリー散乱によって、青色の光は大気中で、水蒸気やチリなどの粒子にぶつかると、四方へ散って光を放ちます。その結果、空には青色が広がり、私たちの目にも、空が青く見える、という仕組みなのです。

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夕焼け空はなぜ赤い？青空との違いは

それでは、夕方になると、なぜ空の色は赤くなるのでしょうか。

これも、光の波長が関係しています。まず、夜が近付くと、太陽は遠ざかり、地平線の方へと姿を消してしまいます。光の源になる太陽が遠ざかってしまうと、波長が短い青色は遠い場所で散乱してしまうため、目には見えにくくなってしまいます。その反面、波長の長い赤い色は太陽から離れた場所まで届くことから、夕焼けの色が赤く変化するのです。

朝焼けの色が赤いのも、これと同じです。太陽が近ければ近いほど、波長の短い青色が目立ち、太陽が離れれば離れるほど、波長の長い赤色が目立つ、ということですね。

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なぜ海は青い？空の色と関係はあるのか

空の色の謎は分かりましたが、それでは海が青いのはなぜなのでしょうか。

手で海の水をすくってみても、透明に見えますが、これは何が関係して青く見えるのでしょう。実は水というものは、赤い光を吸収してしまう性質があります。浅い場所であれば、他の色も混じって透明に見えますが、海のような深い場所だと、他の色は海に吸収されてしまい、青だけが残ります。

さらに光は海の中を浮遊する粒子に当たって、散乱し、より青色が目立つようになるのです。エメラルドグリーンの海、と形容される場所については、不純物が少ないこと、浅瀬であることが関係しています。浅い場所であれば、赤色は吸収されてしまいますが、黄色や緑色が残ります。さらに、不純物がなく、下が白い砂で覆われていると、より鮮やかな色となるのです。