你为什么那么白？ 白云

什么原因使白云看起来是白的，又是什么原因使乌云看起来是昏暗的？首先，光源是太阳，而太阳光是接近白色的。不过，有时候你会觉得阳光发黄，是因为大气中大量的气体分子在瑞丽散射下散射掉了短波长的光，这也是为什么天空是蓝色的成因

什么原因使白云看起来是白的，又是什么原因使乌云看起来是昏暗的？

首先，光源是太阳，而太阳光是接近白色的。不过，有时候你会觉得阳光发黄，是因为大气中大量的气体分子在瑞丽散射下散射掉了短波长的光，这也是为什么天空是蓝色的成因。这种现象在日出日落时候最为明显。

言归正传。

当你站在地面上看云的时候，判断云的颜色主要有以下几种情况：

1.背景是蓝天，上面点缀着一些云。而太阳并不在云的后面。这种情况下，因为云主要是由水或多种化学物质构成的可见的液滴或冰晶的集合体，相比于气体分子来说，颗粒较大，因此太阳的光线与其作用时，其行为跟空气中的气体颗粒不同，而是发生米尔散射，即Mie scattering（这也是火星上蓝色夕阳的成因）。而考虑到云中的颗粒尺度大致在10-100微米之间，其对可见光的散射是均匀的。因为云因为均匀散射太阳光的缘故，而蓝天相比于白云要暗弱一些，因此在以蓝天为背景的情况下，云呈现出白色。如果你此时在飞机上，处于云层上端，那么你看的云会更白。

2.背景是蓝天和一些成片的云，有些地方云厚一些。

此时如果你视线方向上的云后面的背景不是蓝天而是一些成片的云，此时，你看的光线实际上是背景的云穿过这些前景的云而呈现出来的，因为云中颗粒的遮挡，因此显现出略暗弱的白色，看上去就是颜色发灰的云。

3.背景是太阳和蓝天的云。

此时如果云不是很厚，那么即便阳光穿过白云会被减弱，但跟蓝天对比，还是会显现出白色。但是当云层太厚的时候，云就会显现出灰色。

4.整个天空被云笼罩。

如果云层不是很厚，那么天空还是会呈现出白色的云。但如果云变的很厚时，阳光被云吸收，自然天空中的云就显得很黑暗……此时的对比物可以是云中较稀疏的地方，显得会亮一些。

总之，在说云的颜色时，你往往需要一个对比的参照物。好比前段时间很多的白金还是蓝黑的问题。人对颜色的感觉并非很准确，同样一种颜色，参照不同的对比物，你会觉得它们是两种不同的颜色。所以，在背景是蓝天，背景上的白云，或者是太阳，这三种情况下你会有不同的感官。

另外，上面主要是在基于米尔散射的理论，但其实严格地说，云的颜色是同时由米尔散射和瑞丽散射共同决定的。这里的瑞丽散射主要是大气的气体对阳光的作用。关于瑞丽散射最明显的例子要数日出和日落时云彩的颜色。因为这两个时刻，斜射的阳光通过的大气最厚，由于瑞丽散射会把短波的光子都散射掉，因此，太阳光只剩下了一些比较红的光子，然后通过白云的米尔散射，最后射到你眼里的就是美丽的晚霞啦！！！

进阶补充：

如果你对

而考虑到云中的颗粒尺度大致在10-100微米之间，其对可见光的散射是均匀的。

这句话有疑问。说明你是一个善于思考的童鞋～关于散射理论，德国的科学家古斯塔夫・米尔解出了麦克斯韦方程组的一个解，这个解其实蛮复杂的……简而言之，它可以用来描述电磁波跟各种各样的物质粒子之间的相互作用。下图描述了几种不同尺度的颗粒对不同波长的光的散射程度的强弱。

然后你就会发现，其实在粒子比较小（小于10微米，比如1微米，接近尘埃颗粒大小）的情况下，其对光的散射在与粒子尺度相当的波长处最强。而空气中的气体分子，比如氧气、氮气之类的大小在0.1nm左右，因此，对短波的散射就强。因而让天空显现出蓝色。而根据观测，火星山的尘埃颗粒大小约为1微米左右，而火星上大气稀薄，尘埃较多，而1微米的颗粒在可见光波段的长波处散射比较厉害（如图），因此这些尘埃散射掉了较多的红光，让火星的天空呈现出红色。