「空や海はなぜ青いの？」子どもに理由を聞かれた時にどう答える？

「空や海はなぜ青いんだろう？」なんて、子どもながらにそう思っ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調べてみました。もし周りに知らない人がいたら、ぜひ教えてあげてくださいね！

なぜ空や海は青いのか？

「空や海といえば青」

これは全世界の共通認識です。条件によって色は変わりますが、それでも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？

光の関係

空や海が青く見えるのは、光が関係しています。地球で主な光といえば、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から赤く見えます。黒に見える物は、全ての色の光を吸収するため反射がなく、黒く見えます。

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、光の反射でその色に見えるのです。

そのことから空や海は、青色の光を多く反射しているので青く見えるというわけです。

色の見え方の基本は、このように光の関係なのですが、空と海が青い理由には少し違いがあります。

ここからは、それぞれの理由をご紹介します。

空が青い理由

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。

空が青いのは空気があるから

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。

夕日が赤いのはなぜ？

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、ではなぜ夕日は赤いのでしょうか？

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く、多く地表に到達するため、夕日が赤く見えるのです。

雲もしっかりと色がある！

雲は、無色透明もしくはモノクロだといわれることが多いですが、実はしっかりとした色の一種です。

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。

海が青い理由

海が青いのにも理由があります。ここからは海の青さについて解説したいと思います。

海が青いのは水と空が要因

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。

水要因

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、赤い光が吸収されます。そして海底に反射し返ってくる中でさらに赤が吸収され、残った青い光が見えるのです。

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。

空要因

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。

海に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。

まとめ

空も海も青いのが当たり前ですが、そこにはしっかりとした根拠があります。

もし子どもたちに聞かれたら、しっかり説明できるようぜひ頭の片隅に入れておいてくださいね！