Himmelsmättnad och ljusstyrka

För att göra en kvalitativ undersökning av himlens ljusstyrka och den blå himmelsfärgens mättnad gjordes mätningar av himmelfotografins färg från en datorskärm med hjälp av Adobe Illustrators färgverktyg. Inga av uppgifterna bör tas som kvantitativt tillförlitliga eftersom originalfotot hade omvandlats flera gånger och mätningarna gjordes från en icke-kalibrerad datorskärm. Ändå kan det vara användbart som ett exempel på himmelfärgens progression.

En serie punkter på himmelsbilden valdes ut med början från vänster, vilket indikeras av de vita prickarna som läggs över varandra på bilden ovan. Det är tydligt för ögat att progressionen leder till en ljusare himmel och till en blå färg som är mindre mättad, eller mer pastellfärgad. Mätningar av färg och ljusstyrka gjordes vid varje punkt utifrån mängden rött, grönt och blått. I diagrammet uppe till vänster normaliserades den blå ljusstyrkan till 1 och den röda och gröna ljusstyrkan uttrycktes som en bråkdel av den blå ljusstyrkan. Ett resultat var att det gröna var betydligt ljusare än det röda. Detta stämmer överens med Rayleighspridning som framhäver de kortare våglängderna. Ett annat resultat var att det röda och gröna ökade som en bråkdel av det blå, vilket tyder på att färgen blev mindre mättad. Detta kan tolkas som att blått blandas med en ökande andel vitt ljus, vilket stämmer överens med att ljuset är en kombination av Rayleigh- och Mie-spridning. När man närmar sig solens riktning står Mie-spridningen för en större andel av det totala ljuset, och det Mie-spridda ljuset är i huvudsak vitt. Grafen över den totala ljusstyrkan ovan är bara summan av alla tre färgerna, med ett maximum på 1 som är vitt på skärmen. Den ökande ljusstyrkan längs datans väg överensstämmer återigen med en kombination av Rayleigh- och Mie-spridning. Mie-spridningen har en stark framåtriktad lob och ökar när man närmar sig solens riktning.