Mengapa Langit Berwarna Biru?

Bagi sebagian orang, pertanyaan di atas mungkin terkesan tidak penting. Langit biru karena memang Allah menciptakannya dengan warna tersebut. Akan tetapi, dalam konteks ilmu pengetahuan, tentu selalu ada proses di balik semua fenomena yang ada di alam semesta ini.
Langit berwarna biru hanya jika dilihat dari Bumi. Di Bulan atau di luar angkasa, langit akan terlihat hitam. Wah tentu ada yang istimewa dengan Bumi sehingga kita yang tinggal di Bumi bisa menikmati indahnya langit yang berwarna biru.
Bumi kita dilapisi dengan atmosfer yang terdiri atas berbagai macam partikel gas dan debu. Masing-masing partikel memiliki ukuran yang berbeda. Perlakuan partikel-partikel ini terhadap setiap gelombang elektromagnetik yang melewatinya pun berbeda-beda. Karenanya, cahaya Matahari yang merupakan satu set gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berbeda-beda, juga mendapat perlakuan berbeda pada setiap panjang gelombangnya. Partikel gas, cenderung menyerap gelombang elektromagnetik yang melewatinya, sedangkan partikel debu dan air cenderung bersifat menghamburkan (scatter).
Cahaya Matahari, di pihak lain terdiri atas berbagai paduan warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Warna merah dan jingga cenderung memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dengan frekuensi lebih rendah. Sebaliknya, biru dan ungu memiliki panjang gelombang lebih pendek dan frekuensi lebih tinggi.
Pada siang hari, Matahari berada di sekitar zenith (atas kepala kita). Ketika melewati atmosfer, cahaya biru dan ungu yang meliliki frekuensi lebih tinggi akan diserap dan dihamburkan dalam jumlah yang lebih banyak dibanding cahaya kuning dan merah. Cahaya Matahari yang sampai ke mata kita adalah cahaya Matahari yang belum dihamburkan. Karenanya, kita melihat Matahari berwarna kuning (cahaya yang belum dihamburkan) dan langit sekitarnya berwarna biru (cahaya yang paling banyak dihamburkan). Warna biru dari cahaya Matahari ini kemudian seolah-olah memberi warna pada atmosfer kita sehingga bisa menyaksikan indahnya langit berwarna biru.
Pada sore hari, cahaya Matahari menempuh jarak yang cukup jauh untuk sampai ke mata kita. Karenanya, cahaya biru yang sudah mengalami hamburan yang lebih banyak sehingga tidak berhasil sampai ke mata kita (pengamat). Yang tersisa adalah cahaya merah yang belum dihamburkan. Itu sebabnya kita melihat langit sore di sekitar sunset berwarna merah. Itu juga sebabnya, langit di sekitar horizon lebih pucat dibanding langit zenith.
So, what is the sky, for real?

Halo Matahari

Pernahkan teman-teman mendengar istilah Halo Matahari ataupun Halo Bulan? Halo Bulan ataupun Halo Matahari adalah lingkaran cahaya yang sangat besar yang mengeliingi Bulan dan Matahari. Tentu saja halo ini tidak muncul setiap kita melihat Bulan dan Matahari. Karena halo merupakan fenomena optis yang disebabkan oleh kondisi cuaca di Bumi. Fenomena ini hanya bisa disaksikan jika terjadi perubahan cuaca yang sangat buruk. Tentu saja, fenomena ini sulit diprediksi kemunculannya, karena tidak setiap kondisi cuaca buruk menghasilkan halo.
Halo Matahari yang sering kita amati memiliki radius sekitar 22 derajat sehingga seringkali disebut sebagai “Halo 22-derajat” atau disebut juga sebagai halo dalam/inner halo.
Proses terbentuknya halo ini berasal dari interaksi cahaya Matahari dengan partikel es di atmosfer yang memiliki bentuk heksagonal (segienam). Sudut bias cahaya Matahari yang masuk dan keluar bidang sisi kristal es membentuk sudut 220. Karena kristal es yang terdapat di atmosfer kita tersebar dan menghadap ke segala arah, menyebabkan kita bisa mengamati lingkaran cahaya dengan radius 22 derajat ini.
Selain lingkaran 22 derajat, Matahari juga mempunyai halo dengan radius lebih besar yaitu 46 derajat. Halo ini disebut halo luar/outer halo. Halo luar ini terbentuk karena cahaya Matahari memasuki permukaan prisma vertikal dan keluar pada bidang dasar (atau sebaliknya) pada kristal es. Akan tetapi halo luar ini sangat redup sehingga sulit untuk diamati.