Een strakblauwe lucht en een helderblauwe hemel staan bij de meeste mensen gunstig aangeschreven. Het azuur roept associaties op met zonnig weer en schone lucht. Is er geen zon, dan overheersen de grijstinten in de bewolking. Ook in mist is het grijs. Bij nevel en heiigheid of als er zich op grotere hoogte sluierbewolking bevindt, is het hemelblauw vaal. De waterdruppeltjes, stofdeeltjes en ijskristallen leveren kennelijk geen bijdrage aan het ontstaan van de blauwe tinten, maar genereren vergrijzing.

Verstrooiing

het ontstaan van het hemelblauw spelen de luchtmoleculen wél een belangrijke rol. Zij doen een deel van het zonlicht dat erop invalt van richting veranderen, een verschijnsel dat verstrooiing wordt genoemd. Door die richtingverandering zien we het licht niet op de plaats waar de zon staat, maar op een willekeurige plaats aan de hemel. Zonder verstrooiing, dus ook zonder atmosfeer waarin die verstrooiing optreedt, zou de hemel pikzwart zijn. Mét dampkring is de heldere lucht blauw.

Govert legt op Wetenschap101 uit waarom het fonkelen van de ster Sirius en de kleur van de ondergaande zon alles te maken hebben met de rode mistlampen van auto’s.

Waarom blauw? Dat komt doordat de mate van verstrooiing afhangt van de golflengte van het licht en daarmee van de kleur. Het ‘witte’ zonlicht is samengesteld uit talrijke kleuren: de kleuren van de regenboog. Voor violet en blauw licht is de verstrooiing het sterkst, voor rood licht het zwakst. Het ‘mengsel’ van kleuren dat door verstrooiing ontstaat, levert, in combinatie met de gevoeligheid van het menselijk oog voor de verschillende kleuren, de blauwe hemelkleur op. We zien dat hemelblauw tegen de zwarte achtergrond van de wereldruimte.

De aarde

De zwarte achtergrond van de wereldruimte is ook vereist om het blauw van de aardse atmosfeer vanuit de ruimte te zien. De meeste satellieten hebben hun sensoren uiteraard gericht op het aardoppervlak en leveren geen gegevens over de randen van de aarde. Waar dat wel het geval is, wordt doorgaans een uitsnede gemaakt die uitsluitend een deel van het aardoppervlak en de bewolking daarboven toont; de blauwe dampkring valt ook dan buiten beeld. Als de rand van de aarde wél in zicht is, zoals op sommige SeaWiFS-beelden, is ook de atmosfeer duidelijk te zien als een blauwe schil rond de aarde.

De bemanning van een ruimtestation kan zelf bepalen waarop ze de lens van de meegevoerde digitale camera richt. Opnamen van de rand van de aarde leveren vanuit die positie vaak adembenemende beelden op. Ook dan is de atmosfeer een blauw oplichtende rand rond de aardschijf. In het geval van figuur 3 is daarbij tegelijkertijd de maan in beeld. De bovenrand van de maan tekent zich scherp af tegen de donkere wereldruimte; de onderrand vervaagt door de verstrooiingseffecten in de aardse atmosfeer.

Saturnus

Verstrooiing van licht in de dampkring treedt niet alleen op in de atmosfeer van de aarde. In 2004 ontdekte het Amerikaanse ruimtevaartuig Cassini tot verrassing van de betrokken onderzoekers ook blauwe luchten op Saturnus. Gewoonlijk toont de planeet vanaf de aarde gezien de gele tint van tegen de dikke bewolking gereflecteerd zonlicht. Cassini zag vanaf een positie op 1,4 miljoen kilometer afstand echter de heldere ‘lucht’ boven die bewolking. Daar verstrooien de luchtmoleculen – in dit geval geen zuurstof of stikstof, maar overwegend waterstof – het opvallende zonlicht. Het resultaat is hetzelfde als in de aardse atmosfeer: een hemelsblauwe tint.

Kees Floor is wetenschapsjournalist en weerpublicist.