Quando le particelle dell’atmosfera  hanno un raggio r  comparabile con quello della lunghezza d’onda della radiazione solare – come nel caso del pulviscolo o delle goccioline o di cristalli di ghiaccio delle nubi che hanno dimensioni dell’ordine di qualche decina di micron - allora la diffusone segue la legge di Mie, ovvero i singoli colori della luce solare sono diffusi in tutte le direzioni con la medesima intensità cosicché la radiazione solare conserva il suo naturale colore bianco. Ecco perché le nuvole ci appaiono bianche! Tuttavia, se la nube ha uno spessore notevole -  come, ad esempio, nei cumulonembi - allora la quantità di luce diffusa in grado di riemergere verso il basso, alla base, è alquanto modesta cosicché la nube ci appare di colore scuro. La luce bianca diffusa dalle impurità tende ad offuscare il colore blu del cielo. Di conseguenza un cielo biancastro è sintomo inequivocabile di un’elevata concentrazione di aerosol (polveri e/o goccioline di foschia).

Nelle ore centrali del giorno, in atmosfera libera da nubi e da impurità, i raggi solari, essendo perpendicolari alla superficie terrestre, attraversano  uno strato atmosferico relativamente di piccolo spessore e pertanto anche la  piccola porzione di luce visibile soggetta a scattering verso il blu riesce comunque a raggiungere quasi integralmente il suolo, cosicché la luce solare mantiene quasi intatta la sua composizione. Ecco perché il sole a mezzogiorno ci appare giallastro, che è il colore predominante nella radiazione visibile. Ma al tramonto, quando il sole è appena 4-5 gradi sopra l’orizzonte, i raggi solari debbono percorrere un tragitto circa 12 volte più lungo che a mezzogiorno. Anche in questo caso all’inizio il colore più diffuso è ancora il blu, ma man mano che il raggio luminoso avanza nell’atmosfera tende ad esaurire – perché dispersa per diffusione – la componente blu e poi quella verde e quindi resta, alla fine del tragitto, il giallo-arancio e dunque la luce assume tale colore, essendo gli altri ormai assenti. Ecco perché in atmosfera limpida il sole al tramonto ci appare arancione.

Come ci apparirebbe invece il tramonto qualora nell’aria ci fossero anche molte impurità, come polveri e goccioline di nubi? In questo caso gli aerosols provocano anche un forte scattering nel giallo e nel verde, i colori predominanti nella radiazione solare. Pertanto via via che il raggio luminoso avanza dal sole verso il suolo, perde - oltre al blu diffuso dalle molecole d’aria - una porzione crescente di giallo e di verde cosicché alla fine predomina il rosso, colore meno coinvolto nei processi di diffusione. Ecco perché con aria inquinata il sole al tramonto ci appare rosso.

Curiosando

L’ora di levata e di tramonto del sole dipende ovviamente soprattutto dal meridiano del luogo (la cui posizione, come noto, è espressa mediante la longitudine ) perché nelle località più ad est il sole sorge e tramonta ovviamente prima di quelle ad ovest e questo nella misura di circa 4 minuti per ogni grado di differenza in longitudine.
Siccome Milano ha longitudine 9° est e Roma longitudine 12° est (ossia Roma è 3° più ad est di Milano), questa significa che a Roma il sole dovrebbe sorgere e tramontare, durante tutto l’anno, 12 minuti prima che a Milano.

Ma questo sarebbe rigorosamente vero se le due città fossero anche alla stessa latitudine (ovvero sullo stesso parallelo), cosa che non è. In realtà questo anticipo di Roma su Milano è variabile nel corso dell’anno perché, il sole, nel suo moto apparente, in estate si porta, nel nostro emisfero, verso più alte latitudini cosicché nelle località a nord di Roma (in estate più illuminate) si riduce, rispetto alla Capitale, il ritardo nella levata ma nello stesso tempo, aumenta il ritardo nel tramonto.
Viceversa, in inverno il sole si porta a sud dell’equatore e pertanto nelle località più settentrionali del nostro emisfero, a parità di meridiano, il sole sorge dopo e tramonta prima che nelle località più meridionali. Pertanto in autunno-inverno a Milano il sole aumenta il ritardo nella levata rispetto a Roma mentre si riduce, fino ad annullarsi, il ritardo, sempre rispetto a Roma, con cui il sole tramonta a Milano.