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阳光进入大气，波长短的紫、蓝、青色光，碰到大气分子、冰晶、水滴等时，很容易发生散射现象。被散射了的紫、蓝、青色光布满天空，使天空呈现出一片蔚蓝。
天空之所以是蓝颜色的，是因为太阳光是七种光组成。七种光中波长较短的是青、蓝、紫，光波较的最容易被空气分子与空气中的尘埃散射，所以阳光通过大气层时其中的青、蓝、紫三种光大部分被散射。大气层中紫色几乎看不到，因为紫色光在被散射的同时大部分也被吸收，而且人类的眼睛对紫色也并不敏感。
天空的颜色（也就是大气层的颜色）实际上是光谱中蓝色周围的合成颜色，我们称之为“蔚蓝”。如果没有大气层我们看见的太阳就是在漆黑的太空背景中一个非常耀眼的大火球，空间站的宇航员就能看到这样的景象。因为太阳光透过大气层失去了大部分光谱中的蓝色区域，我们透过大气层看太阳往往是黄颜色的。蓝色光与黄色光混合后是白光（没通过大气层的太阳光）。
阴雨天的天空是灰白色的，因为云层较厚对阳光的主要表现是反射，这时光线就比晴天弱，天空就比晴天显得暗一些，当再次阳光透过较厚云层后，由于云层中含水量较大，还有较多的尘埃，阳光经反射后就主要表现尘埃与小水滴或小冰晶的颜色，所以阴雨天的天空看上去是灰白色的。
