Perché di giorno il cielo appare azzurro?

Il cielo appare blu perché la luce solare, sebbene sembri bianca, contiene un intero spettro di colori, e le lunghezze d'onda più corte come il blu si diffondono molto più fortemente sulle molecole di gas atmosferico rispetto a quelle più lunghe come il rosso, un fenomeno chiamato diffusione di Rayleigh. I nostri occhi sono più sensibili al blu che al viola, e il viola viene assorbito più in alto nell'atmosfera, quindi l'effetto netto è un bagliore blu diffuso che arriva da ogni direzione.

Il blu dell'oceano è in gran parte un effetto separato dovuto all'acqua che assorbe la luce rossa e riflette quella blu, non un contributo importante al colore del cielo, e l'aria stessa non ha alcuna tinta intrinseca — è trasparente finché la luce solare non interagisce con le sue molecole.

Questa stessa diffusione spiega perché i tramonti diventano rossi e arancioni: la luce solare, attraversando molta più atmosfera con un'angolazione bassa, perde gran parte del suo blu prima di raggiungere i nostri occhi, lasciando lunghezze d'onda più calde.