朝日や夕日を狙い写真撮影に行っても、期待通りに空が真っ赤に染まらず平凡な写真で終わってしまうことは良くあると思います。綺麗な朝焼けや夕焼けになる予測が出来れば、写真撮影も楽になると思います。
今回は、空の色の仕組みと朝焼けや夕焼けになる気象条件をわかりやすくまとめてみました。
空の色の違いは波長で変わる
人間の目で見える太陽光（可視光）は無色のように見えますが、実は赤、橙、黄、緑、青、藍、紫など様々な色が含まれ、それぞれ異なる波長を持っています。空の色が違って見えるのは、その太陽光の波長の違いと光の散乱によるものです。
太陽光の波長と色の違い
波長というのは、空間を伝わる波動の間隔の長さのことで、太陽の青や紫の光は波長が短く、赤い光は波長が長いと言った特徴があります。
太陽光の波長と色の違い
光の散乱で色が見える
太陽光は、地球の大気層に入ると大気中の酸素や窒素など細かい粒子にぶつかり、光がいろいろな方向に反射し色が見えるようになります。これを光の散乱と言います。
波長が短い光ほど散乱しやすく、逆に波長が長い光ほど散乱しにくく遠くまで届くと言う特徴があります。これをレイリー散乱と言い、波長よりも小さい粒子(酸素や窒素の分子）の散乱のことです。
ただし、水蒸気や塵、花粉など、太陽光の波長よりも大きい粒子の場合は、波長に関係なく散乱する為、空が白っぽく見えたり、別の色に見えたりします。これをミー散乱と言い、波長と同等もしくは波長よりも大きい粒子の散乱のことです。
どうして雲は白いの？
雲が白く見えるのは、太陽光の波長より大きな水滴に光が当たるミー散乱によるもので、すべての色が散乱すると、光の三原色で白くなるからです。雨雲が黒いのは、粒が多く光が届きにくくなっているのが原因です。
時間帯で変わる空の色の仕組み
昼間は青空で朝や夕方になるとオレンジ色など時間帯によって空の色が変化するのは、太陽光が通る大気層の距離の違いによるものです。太陽の位置が高いと大気層の距離が短くなり、太陽の位置が低いほど距離が長くなります。
青空と夕焼けは太陽光の大気層を通る距離の違いで色が変わる
青空
太陽が高い位置（真上）にある時は太陽光の大気層を通る距離が短く、波長の短い青い光だけが大気中の酸素や窒素に散乱し、波長の長い赤い色はほとんど散乱せずにそのまま通り抜ける為、青が強調され青空になります。
朝焼け・夕焼け
ゴールデンアワーと言われる太陽が低い位置の朝や夕方は、太陽光の角度が変わり大気層をより多く通過するので、波長の短い青い光は手前で散乱し遠くまで届かず、波長の長い赤い光だけが遠くまで届き空が赤くなり朝焼けや夕焼けになります。
綺麗な青空になる条件
綺麗な青空になる条件は、空が澄んでいることが重要です。大気中に水蒸気、塵や埃などの粒子が多いとそれらが散乱（ミー散乱）してしまい、空が白っぽくくすんでしまう原因となります。
綺麗な青空になる条件をまとめると…
- 低めの湿度
- 大気の塵が少ない
- 雨が降った後
- 朝もしくは午前中
- 標高の高い場所
低めの湿度
日本の夏の青空が真っ青でないのは、湿度が高く空気中の水蒸気が多いのが原因の一つです。逆に空気が乾燥する冬は、湿度が低く水蒸気が少ない為、空が澄んで濃い青空になりやすくなります。
海外旅行へ行くと何となく外国の青空の方が青いと思うのは、低い湿度が要因の一つです。
大気の塵が少ない
雨が降ると大気中に浮遊していた塵や埃が減り、空が綺麗になりくすみの少ない青空になりやすくなります。逆に、晴天続きで雨が降らないと、大気中の塵や埃が増えて、空が霞んで白っぽくぼんやりとした青空になってしまいます。
日中は人々が活動する為、大気中の塵や埃が多くなりがちです。しかし、逆に夜になると塵や埃の量が減る為、夕方より朝のほうが空気が澄んでいます。
また、標高の高い場所では、低地と比べると大気中の水蒸気や塵、埃が少なくなるので、より綺麗な青空を見ることができます。
綺麗な朝焼け・夕焼けになる条件
綺麗な朝焼けや夕焼けになる条件は、どちらかというと青空の条件とは逆になります。
- 低い位置の太陽
- 適度な雲量
- 高めの湿度
- 適度な大気の塵
太陽の位置が地平線付近
朝日や夕日がより赤くなるには、太陽が低い位置にあるというのが最低条件です。日が沈むにつれて、黄色っぽい光が、オレンジになり、太陽が沈む頃には赤っぽくなります。
日没もしくは日の出の直前直後の時間帯に空が一番赤く染まります。日が沈んだ後でも真っ赤な夕焼けに遭遇することもあるので、諦めずに10～15分位は粘ってみるのがおすすめです。
適度な雲量
朝焼けや夕焼けでもっとも重要な条件が適度にある雲です。遠くまで届いた赤い光を散乱する適度な雲量があると、空が赤く染まりますが、雲が全くない、もしくは少ないと空が赤く染まらなくなってしまいます。
雲の高さや距離にもよって、空の染まり方が違ってきますが、比較的自分の位置から近くにある雲は赤く染まりやすくなります。雲量は50～70％位あったほうが、空に遠近感や立体感が生まれダイナミックな夕焼けや朝焼けになるかと思います。
太陽光を遮らない雲
雲の条件としてもう一つ重要なのが、太陽光を遮らない雲であること。太陽と同じ方角で遠くにある低い位置にある雲は、太陽光を遮ってしまい光が弱くなり、空が赤く染まらない原因となります。
理想は、太陽の光を遮らずに自分の近くにだけ広がる70％前後の雲。そうすれば空は真っ赤に染まると思いますが、そんな条件にはなかなか遭遇しません。自然相手なので予想を裏切ることも多々あるので、ほぼ運次第です。
高めの湿度
湿度が高いと大気中の水蒸気が増え、その水蒸気に赤い光が散乱して空全体がふんわりと赤く染まった朝焼けや夕焼けになります。季節的に日本の場合は、夏のほうが湿度が高いので、朝焼けや夕焼けになる確立が高くなります。
また、雨が降った直後、台風の前後、海の近くなどで水蒸気が多く発生した場合は、空全体が赤く染まりやすくなります。
ただ、風向きや強さによって湿った空気が流れるのか、それとも乾燥した空気が流れるのかで、上空の状態が大きく変わってくるので、どれだけ朝焼けや夕焼けに影響するかの予測するのは難しいと思います。
湿度が低くても焼ける
湿度が低く水蒸気が少ない場合は、ただ単に空全体が染まりにくいだけで、雲があれば雲に光が散乱して赤くなります。季節的に秋から冬は湿度が低く余分な水蒸気がない分、光が届きやすくなるので柔らかなふんわりした夕焼けにはなりにくいですが、雲があればコントラストがはっきりした朝焼けや夕焼けになります。
適度な大気の塵や埃
水蒸気と同じく、大気中の塵や埃があることで赤い光が散乱し空全体がふんわりと赤く染まった朝焼けや夕焼けになりやすくなります。
季節的には春から夏のほうが大気の塵や埃が多めで、花粉や黄砂なども、空の染まり方にはかなり影響してくると思います。
青空の条件でも触れましたが、日中は人々が活動する為、大気中の塵や埃が多くなるので、朝よりは夕方の方が、空全体が赤く染まりやすくなります。ただし、朝焼けしないわけではなく、条件によっては真っ赤な朝焼けも全然あり得るので、あまり気にしなくても良いかと思います。
ただし、雨が降った後などは、大気中の塵や埃が少なく空が澄んでいるので、低湿度の時と同様に、よりストレートに光が届きやすくなり、全体は染まらないけど雲だけが赤くなり、コントラストのはっきりした朝焼けや夕焼けになります。
まとめ
さんざん空の色のメカニズムや気象条件を説明させて頂きましたが、空が真っ赤に染まるかどうかは、自然相手で様々な条件が重なって起こる事なので、結局は自分の運次第といった感じです。
もし、天気予報と同じように朝焼けや夕焼けの予報ができるのであれば、とっくの昔に誰かがそのようなアプリを開発していても良さそうですが、存在していないということは、それだけ予測が難しいと言えるのでないでしょうか？
