“เรื่องของฝน ฟ้า อากาศ นับเป็นเรื่องใกล้ตัว ยิ่งรู้ล่วงหน้า เราจะสามารถวางแผนและเตรียมตัวได้ทัน ปัจจุบันสามารถเช็คพยากรณ์อากาศง่ายๆ จากหน้าจอสมาร์ทโฟน แต่ทราบหรือไม่ว่า แทนที่จะคอยเช็คสภาพอากาศจากการคาดการณ์ของแอพลิเคชัน แค่แหงนหน้าขึ้นฟ้า ก็สามารถทายสภาพอากาศได้ด้วยตัวเอง”
ทราบกันดีว่าปกติท้องฟ้าจะเปลี่ยนสีไปตามช่วงเวลาต่าง ๆ ของวัน สีเหลืองส้มในช่วงเช้า, สีฟ้าในตอนกลางวัน, สีส้มแดงในช่วงเย็น และสีดำหรือน้ำเงินเข้มในตอนกลางคืน แต่บางครั้งในเวลากลางคืนท้องฟ้ามักเปลี่ยนเป็นสีแดง และฝนจะตามมาในอีกไม่ช้า นอกจากนี้เราอาจจะเคยเห็นรูปท้องฟ้าสีต่าง ๆ ก่อนพายุจะเข้า จนหลายคนอดสงสัยไม่ได้ว่าท้องฟ้ามีกี่สีกันแน่
ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ นักสื่อสารวิทยาศาสตร์ กล่าวว่า ถึงแม้ว่าจะเรียกท้องฟ้า เพราะมีสีฟ้า แต่ความจริงแล้วท้องฟ้าไม่มีสีอะไรเลย เพราะโลกถูกปกคลุมด้วยชั้นบรรยากาศที่ในแต่ละชั้นจะมีก๊าซต่าง ๆ ช่วยกักเก็บอากาศที่ใช้หายใจและปกป้องมนุษย์จากรังสีแปลกปลอมนอกโลกไว้ ชั้นบรรยากาศนี้มีลักษณะคล้ายกับฟองอากาศ ที่เราอาจคิดว่ามีลักษณะใสและไม่มีสีอะไรเลย แต่เมื่อมีแสงตกกระทบอาจเห็นเฉดสีต่าง ๆ ในฟองอากาศได้
ส่วนเหตุผลที่มองเห็นเฉดสีต่าง ๆ ของท้องฟ้า เพราะแสงจากดวงอาทิตย์เป็นแสงสีขาวที่ประกอบไปด้วยเฉดสีรุ้งทั้ง 7 สีที่มีความยาวของแสงอยู่ระหว่าง 380 (แสงสีม่วง) - 720 (แสงสีแดง) นาโนเมตร ในขณะที่สายตาของมนุษย์สามารถมองเห็นแสงที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างช่วง 400 - 700 นาโนเมตรเท่านั้น ดังนั้นเราจึงเคยชินกับแสงสีฟ้ามากกว่าแสงสีม่วง ทำให้มองเห็นท้องฟ้าในตอนกลางวันเป็นสีฟ้า และเพราะในตอนกลางวัน พระอาทิตย์จะลอยตัวอยู่สูง จึงมีการกระจายของความยาวแสงในชั้นบรรยากาศที่ทำมุมกับสายตาของเราในเฉดสีฟ้า แต่ในช่วงเย็นแสงอาทิตย์จะเคลื่อนตัวออกไป ทำให้คลื่นแสงสีแดงที่มีความยาวมากกว่าเข้ามาแทนที่ จึงทำให้มองเห็นท้องฟ้าเป็นสีส้มแดง
“หากแสงจากดวงอาทิตย์ เป็นแสงสีขาวที่ประกอบไปด้วยสีรุ้งทั้ง 7 แล้วทำไมเราจึงไม่เห็นท้องฟ้าครบทุกโทนสี นั่นเป็นเพราะว่าท้องฟ้าจะเปลี่ยนเฉดสีไปตามช่วงเวลาและสภาพอากาศต่าง ๆ ท้องฟ้าในบางเฉดสีจึงพบเห็นได้ยาก เนื่องจากสภาพอากาศแบบปกติไม่เอื้ออำนวยให้สายตาของเรามองเห็นเฉดสีนั้น ๆ ”
เมื่อแสงอาทิตย์ส่องผ่านแท่งปริซึมแล้วสะท้อนออกมา จะเห็นเป็นแถบสีทั้งหมด 7 แถบ ได้แก่ สีม่วง, คราม, น้ำเงิน, เขียว, เหลือง, ส้ม, แดง ที่สะท้อนออกมาแบบไม่ได้แบ่งชั้นกันอย่างชัดเจนแต่ระหว่างสองสีกลับมีความกลมกลืนเข้าหากันอย่างมีเสน่ห์ชวนมอง และแถบทั้ง 7 นี้ยังเป็นเสน่ห์ดึงดูดสายตายามที่มีแดดจ้า เมื่อฝนที่ตกหนักเริ่มซาลง เรียกว่า ปรากฤการณ์รุ้งกินน้ำ แถบสีของรุ้งกินน้ำเหมือนแถบสีที่สะท้อนออกมาจากปริซึม
สีของท้องฟ้า ยังบอกสภาพอากาศในช่วงเวลานั้น ๆ
เช่น สีท้องฟ้าในเวลากลางวันที่คุ้นเคยที่สุด ซึ่งจะมีเฉดของสีฟ้าที่ต่างกันไปในแต่ละวันและสภาพอากาศ หากท้องฟ้าเป็นสีเหลือง ส้มหรือแดง มักจะเป็นท้องฟ้าในช่วงเวลาเช้าและเย็น ถึงแม้ว่าจะมีบางเวลาที่เห็นเป็นสีชมพูหรือม่วง แต่เป็นเพียงแค่ช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น ส่วนสีขาวหรือเทา ทุกคนต้องรีบเก็บเสื้อผ้าเข้ามาในบ้าน เพราะเป็นสัญญาณเตือนว่าเป็นช่วงเวลาที่ฝนกำลังจะตกหนัก เมฆฝนจะบดบังแสงจากดวงอาทิตย์จนทำให้เฉดสีของท้องฟ้าในบริเวณนั้นหายไป เราจึงมองเห็นท้องฟ้าเป็นสีขาวและเทาจากเมฆฝนแทน
ขณะที่สีชมพู จะพบเห็นท้องฟ้าสีนี้ในช่วงก่อนหิมะตก
โดยแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบกับหิมะภายในเมฆจะทำให้เกิดการกระจายของแสง ทำให้มองเห็นคลื่นสีแดงที่มีความยาวมากกว่าและทำให้มองเห็นท้องฟ้าเป็นสีชมพู ต่อมาสีท้องฟ้าเป็นสีม่วงหรือชมพูเข้ม เป็นปรากฏการณ์ก่อนที่พายุหมุนเขตร้อนจะพัดเข้าฝั่ง โดยพายุชนิดนี้เกิดขึ้นจากความกดอากาศต่ำบริเวณผิวน้ำที่ก่อให้เกิดเมฆพายุฝนขนาดใหญ่ และซึมซับแสงอาทิตย์จากภายนอกจนทำให้เกิดการกระจายและการหักเหของแสงที่ชัดเจนกว่าในเวลาปกติ ทำให้ดวงตาของเราที่ปกติแล้วจะรับแสงสีฟ้าได้มากกว่ามองเห็นแสงสีม่วงได้อย่างชัดเจนมากยิ่งขึ้น
ท้องฟ้าสีเขียว เรามักพบเห็นท้องฟ้าสีนี้เมื่อมีพายุอย่างทอร์นาโด
หรือพายุที่เกิดจากความผันผวนฉับพลันของสภาพอากาศร้อนและอากาศเย็น ก่อตัวขึ้นจากพายุฝนในชั้นบรรยากาศตอนล่างเกิดขึ้น เมื่อพายุก่อตัวขึ้นและทำปฏิกริยากับแสงอาทิตย์จะเกิดการหักเหของแสงทำให้ดวงตามองเห็นท้องฟ้าเป็นเฉดสีเขียว ส่วนท้องฟ้าสีดำหรือน้ำเงินเข้ม ตามทฤษฎีแล้ว ท้องฟ้าในช่วงเวลากลางคืนที่ไม่มีแสงจากดวงอาทิตย์ควรจะเป็นสีดำหรือน้ำเงินเข้ม แต่ในปัจจุบันที่มนุษย์ได้สร้างแสงสังเคราะห์ขึ้นมาใช้งานกันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในเมืองใหญ่ ๆ ที่มีโรงงานอุตสาหกรรมหรือมีคนอยู่อาศัยเป็นจำนวนมาก ทำให้สีของท้องฟ้าที่ควรจะมืดสนิทนั้นไม่มืดอย่างที่ควรจะเป็น แต่กลายเป็นสีผสมระหว่างสีของแสงไฟในเมืองและสีของท้องฟ้า จนทำให้เกิดมลพิษทางแสงยามค่ำคืนที่เรียกว่า Skyglow
หลายคนสงสัย เหตุใดท้องฟ้าสีแดง ตอนกลางคืน สะท้อนว่าฝนจะตกจากท้องฟ้าที่เปลี่ยนเป็นสีแดง เป็นเพราะการเกิดมลพิษทางแสงอย่าง Skyglow เนื่องจากเมฆฝนที่บดบังท้องฟ้านั้นเป็นเมฆลอยต่ำ จึงทำปฏิกริยากับแสงไฟในเมืองจนเกิดการตกกระทบของแสงและทำให้มองเห็นท้องฟ้าในเวลากลางคืนเป็นสีแดงขณะมีเมฆฝนนั่นเอง ส่วนเมฆตามปกติจะเป็นเมฆที่ลอยสูงที่ไม่ทำปฏิกริยากับแสงไฟในเมือง และแม้ว่าแสงสังเคราะห์ในตอนกลางคืนจะทำให้สีสันของท้องฟ้าผิดเพี้ยนไปจากที่ควรจะเป็น แต่มีประโยชน์ในแง่ของการพยากรณ์อากาศ เพราะในทุก ๆ ครั้งที่เห็นท้องฟ้าเริ่มเป็นสีแดงตอนกลางคืนจะสามารถรับรู้ได้ว่าฝนจะตกในอีกไม่ช้า
“ส่วนปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการทำให้ท้องฟ้ามีสีที่แตกต่างกันตามเวลาของวัน เนื่องจากปัจจัยการกระเจิงของแสง ที่ประกอบกับการหักเหของแสงแต่ละสีที่ไม่เท่ากัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงและขนาดของอนุภาคที่ถูกแสงตกกระทบด้วย”
