第一种情况：晴天空气质量良好时，由于氮气、氧气、二氧化碳等大气分子的尺寸远小于可见光的波长，因此主要考虑瑞利散射，其衰减系数跟分子密度成正比、与波长四次方成反比，可见波长越长散射越弱。
第二种情况：在有尘埃、盐粒、雨、雪、雾霾的情况下，由于这些粒子的尺寸一般都大于光的波长，因此主要考虑米氏散射。米氏散射跟颗粒尺寸、密度分布及折射率特性有关，其程度跟光的波长无关。
阴云密布时，是属于第二种情况：米氏散射，恰好云雾颗粒半径的大小接近于红外线的波长，此时主要发生米氏散射。而红光是靠近红外线波长的可见光，因此夜晚的天空容易呈现红色，尤其是在阴云密布的时候。
