空や海はなぜ青いの？その理由はあるものの放つ光が大きな影響を与えていました！！

「空や海はなぜ青いんだろう？」なんて、子供時代に考えたことはありませんか？大人になったいま、同じように子どもに聞かれたら･･･どのように答えればいいのでしょうか。

そこで今回は、空や海が青く見える理由について見ていきましょう。

条件によって色味に変化こそ生じますが、地球上では空と海どちらも青色がスタンダードですよね。では、なぜ空や海が青く見えるのでしょうか？

空や海が青く見えるのは、光が関係しています。地球で光源となるものといえば、太陽光です。

太陽光には実は、様々な色の光が含まれています。その中のどの色の光を反射したかによって、見える色が変わってくるのです。

例えば、リンゴは赤いですが、それはリンゴの表面が赤色の光を反射し、他の系統の色を吸収してしまうことで赤く見えます。黒に見える物は、全ての色の光を吸収するため反射がないので、黒に見えるのです。

つまり、色というのはそのものに色が付いているのではなく、光の反射によって見えているものなのです。

これと同じように、空や海も青色の光を多く反射しているので青く見えるのです。

色の見え方の基本は、このように光が関係しているのですが、空と海が青い理由には少し違いがあります。ここからは、それぞれの理由を見ていきましょう。

空が青いのはなぜなのでしょうか？

光の関係で言うと青い光を反射しているからなのですが、もう少し詳しくみてみましょう。

空が青く見える要因は、空気があるからなのです。

太陽光が空気の分子にぶつかると、波長が短い青の光が多く乱反射されます。このような仕組を「レイリー散乱」と呼びます。

このレイリー散乱が起こることで、青い光だけが多く空にあることになるため、空が青く見えるのです。

ちなみに、空気のない月の空は黒いです。よく宇宙ものの映画などで月が描かれる際、青空ではありませんよね。そのまま真っ黒な宇宙が見えていると思います。

空気によりレイリー散乱が起こり、空が青く見えることは分かりましたが、ではなぜ夕日は赤くなるのでしょうか？それは、大気圏に突入した太陽光が、地上に到達するまでの距離が関係しています。

夕日は見えるときには太陽光の入射角が浅くなり、太陽光が大気層を進む距離が長くなります。そうすることで波長の短い青い光はレイリー反射が多くなり、地表まで到達しにくくなります。

逆に波長の長い赤色の光は障害物の影響を受けづらいため多く地表に到達するので、夕日は赤く見えるのです。

晴れている時の雲は、白のような色合いといわれることが多いですよね。空が青いのは小さな粒子の波長の短い青い光が散乱するためでしたが、雲が白いのは「ミー散乱」と呼ばれる現象が関係しています。

ミー散乱は光の波長と同程度以上の粒子による散乱が起こることで、可視光線の光を均等に反射します。全色が均等に反射することで白く見えています。

海が青いのは、空が青く見えるのとはまた別の理屈がはたらいています。

海が青く見えるのは、水と空が関係しています。この両方の要因があって初めて海があのキレイなブルーになるわけです。

ちなみに日本の海と、海外など地域によって海の色が変わることがありますが同じ原理です。水と空の関係によって、地域ごとに海の色合いが若干変わってきます。

もちろん、海の場合は海底にある砂や岩、サンゴ礁や海藻など様々な条件によって見える色も違ってきます。ここでは一般的な海が青い理由について以下の項目ごとに要因を解説します。

水には、赤い光を吸収する特性があります。コップに入れた水は一見すると無色透明に見えますが、長い距離で光が進むことによって赤よりも青だけが残りやすくなるという特性を持っているのです。

海が青く見えるのは太陽光が海水を進むにつれ、赤い光が吸収されるからです。しかも、海底に反射し返ってくる中でさらに赤が吸収されるので、残った青い光が見えているのです。

そのため、水の中を進む距離が違うため、深さによって青色の濃さが変わります。

空はもともと青を反射していることは、すでに先の項目で説明しました。

海はその空の色も反射しているため、鮮やかな青になるといわれています。空が曇りや雨の日に海が青く見えにくいのは、これらの要因もあるためなのです。

空も海も青いですが、そこにはしっかりとした根拠があります。特に大きく影響しているのは、実は様々な色の光を放っている太陽光が影響しているのです。