안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
가을 하늘이 유난히 깊고 푸르게 보이는 이유는 대기 중 분자의 종류와 상태에 따라 빛이 산란하는 방식이 달라지기 때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.
태양광이 지구 대기층에 들어오면 질소와 산소 같은 미세한 기체 분자들과 충돌하는데, 파장이 긴 붉은색 빛에 비해 파장이 짧은 푸른색 빛은 기체 분자에 부딪혀 약 9~10배 더 강하게 산란되는데, 이 산란된 푸른 빛이 우리 눈에 도달해 하늘이 파랗게 보입니다.
여름과 가을의 결정적인 차이는 대기 중 수증기 분자 및 입자의 밀도입니다. 여름에는 습도가 높아 대기 중에 수증기 입자와 미세 물방울이 가득해 입자 크기가 빛의 파장보다 크면 모든 파장의 빛을 균일하게 산란시키는 미 산란이 일어나 빛이 섞이면서 하늘이 흰색을 띤 연한 파란색이 되지만, 가을에는 차고 건조한 고기압이 발달하면서 대기 중 수증기 분자와 에어로졸 입자가 급격히 줄어들어, 큰 입자가 사라지면서 미 산란이 억제되고, 순수한 질소와 산소 분자에 의한 산란만 압도적으로 일어나 맑고 진한 파란색이 만들어집니다.