天空亮度，表示天空散射光強的參數，同方向和高度有關。在給定高度上某方向的天空亮度，是從觀測點沿該方向直至大氣頂，單位立體角內的空氣對觀測點上同該方向垂直的平面上單位面積的照度。其單位為坎德拉/厘米2 (又稱熙提)或坎德拉/米2。天空亮度的全天空積分，等于散射光形成的地面照度。它與以天空為背景的能見度，以及航空、航海、攝影、天文觀測和其他通過大氣進行的光學遙感等，都有直接關系。此外，天空亮度也受到氣輝、間接散射的陽光、散射的星光、以及人為的光污染等因素的影響。
相關規律
天空亮度的精確計算比較復雜，根據簡化條件下的計算值和實測值的分析對比，可以得出一些規律：
太陽所在的半個天空比較明亮；
太陽視高度愈低，天空亮度愈小，和太陽相對的半個天空更加明顯；
偏離太陽方位90°的地方，亮度最小；
太陽方向附近，天空亮度大為增加，當大氣渾濁時，此現象更加明顯。
所有這些現象，都是大氣分子和氣溶膠粒子對光線散射的緣故。正因為氣溶膠粒子對光波有強烈的前向散射作用（見大氣散射），才使太陽方向附近的天空亮度增大；大氣渾濁度增加則天空亮度增大；觀測點高度增加則天空亮度減小。從地面觀測，晴天的天空亮度可達1～3坎德拉/厘米2。從地平線觀測，太陽圓面亮度約為1.6×105坎德拉/厘米2，月球圓面的亮度為 0.25坎德拉/厘米2。
影響因素
氣輝是在上層大氣發生的各種程序的總體名稱，以來自太陽的紫外線為主要的驅動力量，結果則是發射出的一顆光子。氣輝現象是瑞典科學家安德斯·埃格斯特朗在1868年首先確認的。
間接散射的陽光
間接散射的陽光主要來自大氣層本身和從太空的反射。在日落后，太陽雖然已經西沉，但其光線依然照亮上層大氣。這部分的散射光強度會隨著太陽在地平線的下降迅速減少。當太陽的平均海拔低于-6°時，天頂的大氣層99%處于地球的陰影內，但地平面沿線的大氣仍有35%被直接照亮，直到太陽抵達-12°。從-12°到-18°，只有地平面上方高處的大氣層被照亮。在太陽位置低于-18°后，所有直接照射的光都終止，標志著天文黑夜的開始。
來自地球之外的散射光
星光和銀河系的漫射光也會被空氣中的分子散射。研究發現，直至V星等16的恒星都對散射的星光有所貢獻，但其他天體如星系和星云對天空亮度的貢獻則相對較小。
光污染是城市化地區天空亮度不斷增加的主要來源。在人口稠密的地區，夜晚的天空亮度可能是無光污染時的5倍至50倍。光污染的影響在整個晚上都可能超過自然光源，包括月光。
曙暮光是太陽在地平面下不同角度時的天空亮度變化。它分為三個階段：民用曙暮光（太陽在地平線下6°）、航海曙暮光（太陽在地平線下6°至12°）和天文曙暮光（太陽在地平線下12°至18°）。在這些階段中，氣輝現象的發射線，如鈉的黃色和氧原子的紅色譜線，對天空的顏色有顯著影響。當太陽位置低于-12°時，氣輝的綠色譜線成為主要的光源，同時大氣散射的星光也開始顯現。
相對的貢獻
在沒有月光和光污染的條件下，氣輝和黃道光是天空亮度的主要自然來源。它們的貢獻隨著一年中的時間、太陽活動和觀測者的緯度而變化。例如，氣輝的貢獻在太陽活動極大期約為270S10單位，而黃道光的強度則取決于觀測點在天空中的黃道緯度和經度。在極端情況下，天頂的自然亮度可以高達約21.0 mag/arcsec2，是平常條件下亮度的兩倍。
參考資料 >