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晴れとは、全天を覆う雲の量が８割以下の場合で、９割以上あると曇りになります。雲量が１割以下の場合は快晴です。
太陽光は白色光と呼ばれていますが、太陽光を分解するとその光は「赤、だいだい、黄、緑、青、むらさき」色からなっています。赤色の光は波長が長いため、遠くまで届く性質があります。一方、むらさき色の光は波長が短いため、空の高いところで無くなってしまいます。むらさき色の次に波長が長い青色が空気中にある小さなちりにあたって、散乱（散らばる）することから空が青く見えます。ただし、空はいつも同じ青色には見えません。それは空気中の水蒸気やちりの量が多くなったり、少なくなったりするからです。
天気の良い日は、雲が薄く、雲粒によって散乱(散らばり）された太陽光が見えます。雲粒による散乱は光の波長によらないため、雲は白く見えます。また、天気の悪い日は、グレーや黒に見えます。これは、雲が厚く太陽光が雲の底まで届かないためです。ただし、雲の上は真っ白に輝いています。夕焼けが赤色系に見える原因は、太陽が地平線付近にあると太陽光は空気の層を通過する距離が長くなります。日中太陽光が頭上にある場合に比べ何倍も多い空気中の粒子に当たるため、太陽光の波長（長い方から、赤、だいだい、黄、緑、青、むらさき）の波長の短い、むらさきや青色等が次々散乱してなくなり、波長の長いだいだい色や赤色が残った結果、夕焼けは赤色やだいだい色に見えます。
虹は太陽光が空気中の水滴で、屈折（折れ曲がる）・反射（はね返る）して起きる現象です。太陽光が反射して起こる現象ですから、虹は必ず太陽を背にした方向に現れます。虹は鮮やかに見える場合とぼんやりしか見えない場合があります。それは、空気中の水滴の大きさに関係しています。水滴が大きいほど、色がくっきりみえます。普通の虹は、外側が赤、内側がむらさきと決まっています。虹の外から内側にかけて、赤、だいだい、黄、緑、青、むらさきとなります。
虹は太陽光が空気中の水滴で、屈折（折れ曲がる）・反射（はね返る）して起きる現象です。虹が7色(6色）に見えるのは、太陽光線（可視光線）が7色(6色）に分解されるためです。
これにより、虹の色は6色とも、7色ともいわれています。
太陽光(可視光線）をプリズムで分解すると、6色(理科年表から）でその内訳は赤、だいだい、黄、緑、青、むらさきとなるため、虹の色は6色といわれています。
可視光線の色の境界には個人差があるため、ここでは虹の色は6色としていますが、青色の次に「藍色」を加えた7色ともいわれていることがあります。
虹は太陽光が空気中の水滴で、屈折（折れ曲がる）・反射（はね返る）して起きる現象です。太陽光が反射して起こる現象ですから、虹は必ず太陽を背にした方向に現れます。
普通の虹は、外側が赤、内側がむらさきと決まっています。虹の外から内側にかけて、赤、だいだい、黄、緑、青、むらさきとなります。
このように、虹ができるには太陽光が空気中の水滴（雨）に当たることが条件となります。雪は固形物ですから水滴のように、太陽光が屈折や反射することができないため雪が降っている時や雪が降った後では、虹はできません。
虹のようなものは、”暈（うん、かさ、ハロー）”および”幻日（げんじつ）”と呼ばれる大気光象（太陽光や月光が屈折や反射をして生ずる現象）です。
暈は、氷晶（こまかい氷の粒）からなる上層雲が現れたときに、太陽や月の回りにできる光の輪のことです。この光の輪は、太陽や月を中心としてできる視半径22°と46°の比較的大きいもので、上層雲中に含まれる氷晶による光の屈折が原因でできます。視半径22°のものを内暈といい、視半径46°のものを外暈と言います。内暈も外暈ともに屈折率が小さい赤色が内側、紫色が外側となります。
また、幻日は内暈（自分から見て太陽となす角度が22°の位置に生じる暈）の左右にできる明るく色づいた光点で、こちらも氷晶による光の屈折でできます。
彩雲は、太陽の近くの雲が、雲中に含まれる水滴や氷粒に太陽光が回折(回り込んで進む）や干渉（2つ以上の波が合わさる）をすることで緑や赤に彩られる現象です。光の波長（赤、だいだい、黄、緑、青、むらさき）が異なるために生ずるものです。
太陽付近に上空の薄い雲がかかっている場合、光が上空の薄い雲の中にある氷の粒に反射・屈折して起こる「日暈（ひがさ）」という現象です。