Waarom kleurt de lucht bij een zonsondergang?

Ah, de prachtige kleuren die een zonsondergang kan opleveren: rood en oranje, met zo’n mooie gouden gloed! Of een prachtige, paarsblauwe lucht met een oranje randje rondom de zon. De kleurrijke beelden die een ondergaande zon kan opleveren zijn dan ook favoriet bij menig natuurfotograaf. Op het moment dat ik dit schrijf, vanuit mijn studentenkamertje in Amsterdam, wordt ik getrakteerd op een lichtoranjekleurende lucht, met witten strepen die kriskras door elkaar lopen. Gisteren was de lucht een stuk roder, maar het kan ook voorkomen dat er bijna geen kleuren waar te nemen zijn wanneer de zon plaats maakt voor de maan. Dus WRM heeft een zonsondergang eigenlijk verschillende kleuren?

Golflengtes
Wie natuurkunde heeft gehad, zal ongetwijfeld wel eens met een prisma gewerkt hebben, zo’n glazen piramide met vier vlakken. Als je licht door zo’n prisma laat schijnen, breekt de lichtstraal op in alle kleuren van de regenboog. De kleuren uit het regenboogspectrum zijn (van een lange naar een korte golflengte): rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. De kleuren met een kleinere golflengte (blauw, indigo en violet) worden door de moleculen die zich in de lucht bevinden verstrooid (letterlijk, zoals het strooien met pepernoten). Deze kleuren verdwijnen sneller uit ons zicht. De kleuren met een grotere golflengte (rood, geel en oranje) worden minder snel verstrooid en blijven dus langer in stand. Als de zon op een mooie, heldere dag hoog in de lucht staat, is het licht dat de zon uitstraalt gewoonlijk blauwwit. De blauwe hemel is blauw zonlicht, dat sterk verstrooid wordt door atmosferische deeltjes en in alle richtingen wordt gestuurd. Alle golflengtes van het zichtbare licht bij een blauwwitte hemel nemen we met een gelijke intensiteit waar. Op het moment dat de zon ondergaat, schijnt zonlicht vanuit een kortere hoek de atmosfeer in. Het licht moet dan ook een langere afstand afleggen om onze ogen te bereiken.

Zout in de lucht
De kleur van de zonsondergang wordt dus bepaald door de grootte en de concentratie van atmosferische deeltjes die zich in het pad van het zonlicht bevinden. Als er weinig van deze deeltjes zich in het pad van het zonlicht bevinden, bereiken de meeste kleuren uit het spectrum – met ongeveer een gelijke intensiteit – onze ogen. Hoe minder deeltjes in de lucht, hoe lichter en blauwer de kleuren van een zonsondergang. Bij atmosferische deeltjes kun je denken aan waterdamp, stof en zoutdeeltjes, die veel in de lucht hangen boven oceanen. Een rode zonsondergang komt dan ook regelmatig voor boven een strand, aangezien de concentratie zoutdeeltjes in de lucht boven zeewater erg hoog is. Zulke deeltjes in de lucht verstrooien het licht met een kleinere golflengte, waardoor je rood, oranje en geel overhoudt. Als een rode lucht sneller waar te nemen is boven een strand (maar dus ook boven een stad, aangezien de hoeveelheid stofdeeltjes daar hoger is), waar moeten we dan heen voor een spectaculaire paarsblauwe zonsondergang?

Chinese zonsondergang
Zoals eerder gezegd hebben de kleuren blauw en violet een kleinere golflengte binnen het lichtspectrum. Om deze kleuren waar te kunnen nemen, moet het zonlicht door zo min mogelijk atmosferische deeltjes worden tegengehouden om onze ogen te kunnen bereiken. Een paarsblauwe lucht vind je dus vroeger op de avond, als de zon nog redelijk door de atmosfeer heen schijnt, maar ook op plekken met weinig atmosferische deeltjes in de lucht (zoals in bergachtige gebieden). De lucht is in dit soort gebieden vaak een stuk ‘schoner’. Je kunt je dus voorstellen dat men in zwaar vervuilde gebieden zoals Peking – waar men regelmatig last heeft van zware smog – niet snel kan genieten van een mooie, paarsblauwe zonsondergang (laat staan een schone, blauwwitte lucht). Ben je echter fan van een knallende rode lucht tijdens een ondergaande zon, dan ben je hier wél aan het juiste adres.