太阳光的色温度会因时间段、季节以及天气条件的不同而呈现出变化。一般认为，正午前后的太阳光属于色温为 5000～6500K 的白色光。这种接近白色的光，作为人类判断自然颜色的基准，在印刷、制造、检测、美容等需要进行精确颜色识别的场景中，发挥着重要作用。
然而，抵达地表的太阳光并非始终保持恒定的色温。受时间段、季节、天气以及纬度等因素的影响，对颜色的感知会发生变化。
太阳光的测量方法主要有两种。
① 仅测量直射太阳光的方法
② 测量来自天空的散射光与直射太阳光的方法
本文以②“来自天空的散射光＋直射太阳光”的测量方法为前提进行说明。
将从太阳光色温的基础开始，通俗易懂地解说太阳的颜色是通过何种机制被看见的，并进一步说明色温为何会因环境不同而发生变化。
太阳光的颜色，基本上被认为是“白色”。其原因在于，太阳光中连续地包含了人眼可见的、被称为“可见光”的所有光的颜色。
可见光包含红、橙、黄、绿、蓝、紫等颜色。太阳光以不间断的形式连续地包含这些颜色（连续光谱）。这些光以均衡的比例混合在一起，最终被我们的眼睛感知为“白色的光”。
用于客观表示光源色调的指标称为“色温度”。
色温度采用了黑体辐射的理论概念。
所谓“黑体”，是指一种具有不反射性质的理想物体。由于它能够完全吸收来自外部的光，因此被称为黑体，但黑体仅是一种理想化的物体，在现实中并不存在。
※在实际存在的物体中，铁、木炭、煤等被认为是具有接近黑体性质的代表性例子。
黑体在具有温度时，会依靠自身的热能发出光，这种现象被称为黑体辐射。黑体辐射的特征是：在温度较低时会发出偏红的光，随着温度的升高，光的颜色会依次变化为白色，进一步变为偏蓝的白色光。
将这种颜色变化以温度单位“K（开尔文）”表示出来的数值，即为色温度。
色温度是用数值来表示实际光源的颜色“最接近于多少开尔文黑体所发出的光的颜色”，数值越低，呈现为偏暖色系；数值越高，则呈现为偏冷色系。
色温度这一指标，被用于表示市售荧光灯、LED 等照明设备的光色。根据 JIS 标准，带有温暖感觉的“灯泡色”被规定为 2600～3250K，接近白天太阳光的“昼白色”被规定为 4600～5500K。
如果希望进一步了解色温度的相关内容，请参阅本文。
通过查看被称为“分光分布图”的图表，可以直观地了解太阳光中哪些波长的光含量较多，哪些波长的光含量较少等信息。
分光分布图是用于表示光中各个波长所含数量（能量分布）的图表，可直观地了解哪种颜色的光含量较多，哪种较少。横轴表示波长，越靠左波长越短，属于接近紫色、蓝色的冷色系光；越靠右波长越长，属于接近红色的暖色系光。相对地，纵轴表示光的能量强度。
图表中数值越高，表示该颜色成分所占的比例越大。正是这种纵横方向的平衡，决定了我们眼中所看到的光的色调，以及被照射物体的颜色呈现方式（显色性）。
从太阳光的分光分布图可以看出，从短波长到长波长，太阳光连续地包含了可见光范围内的全部波段（连续光谱）。
由于可见光范围内的所有颜色（红、橙、黄、绿、蓝、紫）几乎均等地包含在内，因此在人类的视觉中，太阳光被识别为“混合了所有可见光的光＝纯白的光＝白色光”。
另一方面，这里所示的是白炽灯的分光分布图。短波长的光含量较少，而长波长的光含量较多。也就是说，可以看出白炽灯是一种在长波长一侧能量较强、带有较明显红色与黄色成分、呈现出温暖色调的光源。
关于分光分布的详细内容，也请参阅这篇文章。
太阳本身所发出的光，基本上始终是相同的颜色。然而，我们在地表感受到的太阳光色温，会因时间段等条件而发生变化。
例如，在晴朗的白天，太阳光的色温较高，给人一种清晰、偏蓝白色的感觉。而在多云天气的傍晚，夕阳呈现出粉色或橙色等低色温、略显柔和的光，这样的体验相信很多人都曾经历过。
这是因为太阳光在到达我们眼睛之前，所通过的大气距离（路径）及其状态不同所造成的。
光的散射现象，是指光在空气中的微小粒子作用下，向各个方向扩散的现象。
散射现象主要分为两种：瑞利散射和米氏散射。
瑞利散射具有以下特性：
• 由类似空气分子这样体积较小的粒子引起的光散射现象
• 波长较短的光（蓝光）更容易被散射
• 波长较长的光（红光）不易被散射
因此，在瑞利散射频繁发生的环境中，蓝光更容易在大气中被散射而减弱，太阳光会呈现出偏红的低色温。相反，在瑞利散射较少的环境中，蓝光更容易到达地表，太阳光会让人感觉为白色至偏蓝白色的高色温。
也正是由于瑞利散射的影响，才形成了“天空是蓝色的”这一环境特征。
另一方面，米氏散射具有以下特性：
• 由水滴、尘埃、灰尘等比空气分子更大的粒子引起的光散射现象
• 无论是短波长的光还是长波长的光，都会几乎不加区分地被散射
因此，在米氏散射容易发生的环境中，所有波长的光都会均匀扩散，太阳光看起来会呈现出偏白、朦胧的状态。
大气并非仅由空气构成。实际上，其中还包含以下成分：
• 空气分子（氮、氧等）
• 水蒸气
• 构成雾和云的水滴
这些大气成分含量越多，太阳光就越容易受到散射和吸收的影响。
尤其是在湿度较高，或如雾气般水滴悬浮于空气中的状态下，波长较短的蓝色光更容易被散射。其结果是，抵达人眼的光中蓝色成分被削弱，相对而言红色成分增加，从而更容易被感知为“低色温”的光。
我们所感知到的太阳光色温，也会因季节和天气条件的不同而发生变化。
关于色温看起来发生变化的原因，下面将从太阳光的传播路径以及其通过的大气状态变化这两个方面进行说明。
太阳光的色温具有夏季较高、冬季较低的特点。这与季节变化导致的太阳高度变化密切相关。
夏季太阳高度较高。
此时，太阳光以接近垂直的角度照射到地面，因此光在大气中通过的路径较短，受到的散射影响较小，光的颜色不会发生较大变化。其结果是，太阳光呈现出偏蓝白色，给人以色温较高的感觉。
相对地，冬季太阳高度较低。
由于太阳光以倾斜的角度照射到地面，需要穿过更长的大气层路径，因此会受到更强的散射影响。其结果是，太阳光呈现出偏红的色调，看起来色温较低。
这里需要注意的是，当太阳高度发生变化时，光自然传播的路径也会随之改变。
也就是说，太阳高度的变化改变了太阳光受到大气影响的程度，并最终表现为太阳光颜色的差异。
太阳在不同季节经过天空的高度各不相同，这种差异也会影响太阳光的色温。
为了便于直观比较季节之间的差异，以下说明将限定在正午前后的太阳光。
春分前后，太阳的高度与光的传播路径长度均处于中等水平，散射程度既不像冬季那样多，也不像夏季那样少。因此，太阳光较容易呈现为白色光，色温处于中间水平（约 5300K）。
夏至前后，太阳高度较高，传播路径较短，太阳光在大气中受到的散射较少。其结果是，蓝色光不易被削弱，抵达地表的光看起来呈现出偏蓝白色的高色温（约 5500K）。
秋分前后，太阳高度由中等逐渐降低，但空气较为干燥，水蒸气含量较少的日子增多。因此，即使在相同的太阳高度条件下，散射相对较少，太阳光会让人感觉为清澈的白色至略偏高色温的光（约 5300K）。
冬至前后，太阳高度较低，传播路径变长。光在大气中经过较长距离传播，蓝色光会因瑞利散射而大量散失，抵达地表的光看起来呈现出带有黄色至橙色调的低色温（约 5100K）。
将各季节的色温汇总如下表所示（正午前后）。
| 季节 | 色温度 | 太阳高度 | 光的印象 |
| 春 | 约5300K | 中 | 白色光 |
| 夏 | 约5500K | 高 | 偏蓝白、较强的光 |
| 秋 | 约5300K | 中 | 清澈的白色光 |
| 冬 | 约5100K | 低 | 带有黄色～橙色调的光 |
太阳光的色温会因天气状况而在视觉上产生较大变化。其主要原因在于，空气中所含的水蒸气和水滴数量发生变化，从而改变了光的散射和吸收方式。下面将从散射现象的机制出发，说明晴天与阴天、雨天情况下的差异。
在晴朗天气下，空气较为干燥，水蒸气和水滴含量较少。在这种环境中，主要发生的是由空气分子引起的瑞利散射。虽然波长越短的光越容易被散射，但仍有相对较多的蓝色光能够到达地表，因此太阳光会让人感觉呈现出偏蓝的高色温。
另一方面，在阴天、雨天或有雾的情况下，空气中存在大量水滴和水蒸气。在这种状态下，除了瑞利散射之外，还会发生米氏散射。由于米氏散射会使太阳光中所包含的各种波长较为均匀地扩散，太阳光更容易呈现出带有灰感的白色。
※在阴天条件下，太阳光的色温也可能因具体环境不同而呈现出偏高（偏蓝）的情况。
太阳光的色温度，也会因观测地点的纬度不同而在视觉上产生变化。一般来说，低纬度地区的太阳光更容易呈现为高色温，而高纬度地区则更容易呈现为低色温。这与纬度差异导致的太阳光入射角度以及传播路径长度的变化密切相关。
需要说明的是，在实际的户外环境中，天气、湿度、黄沙、PM2.5、水蒸气含量等大气成分，也会使色温产生细微变化。不过，为了使比较条件更加明确，本文将不考虑这些因素，仅从纬度差异这一点进行说明。
在赤道附近的低纬度地区，
正午前后的太阳光在全年范围内都呈现为高色温。
低纬度地区具有以下特点：
• 太阳的南中高度（正午时太阳的高度）较高
• 太阳光以接近垂直的角度入射到地表
因此，太阳光在大气中通过的路径较短，受到的散射相对较少，短波长的光更容易到达地表。其结果是，赤道附近的太阳光呈现出带有青白色调的高色温。
另一方面，在高纬度地区，
正午前后的太阳光在全年范围内都呈现为低色温。
※在高纬度地区，由于地球自转轴的倾斜，会出现太阳不落或不升的现象（即白夜与极夜）。
本文不对这些现象进行讨论，仅聚焦于纬度差异所带来的色温变化。
高纬度地区具有以下特点：
• 太阳的南中高度（正午时太阳的高度）较低
• 太阳在一天中始终沿较低的位置移动
由于太阳光以倾斜角度照射到地表，其在大气中通过的路径变长。其结果是，蓝色光的散射加剧，抵达地表的太阳光相对呈现出偏红或偏黄色调的低色温。
如前所述，太阳光几乎连续地包含了可见光中的所有颜色（红、橙、黄、绿、蓝、紫），因此我们能够将其感知为“混合了全部可见光的光＝纯白的光＝白色光”。
在由人造卫星或探测器拍摄的照片和影像中，太阳被呈现为一种接近耀眼白色的光源。这可以理解为，太阳光本身所具有的光谱几乎未被改变地被直接观测到的状态。
到达地球表面的太阳光由于需要穿过大气层，会受到空气分子、水蒸气以及微粒子的散射与吸收。因此，会根据时间段和天气条件的不同，出现色温看起来偏高或偏低的变化。
另一方面，宇宙空间中并不存在大气。由于没有会引起散射或吸收的空气分子、水蒸气或水滴，太阳光在观测时几乎不会发生衰减或散射。因此，从宇宙中看到的太阳光不会偏向某一种特定颜色，而是始终呈现为稳定的白色光。
太阳光本质上是连续地包含全部可见光的白色光，长期以来一直作为人类判断“自然颜色”的基准。太阳光不仅仅是一种光源，更被定位为全球通用的色彩感知基准＝理想的光源。
然而在实际环境中，太阳光的呈现并非恒定不变。由于季节、时间段、天气，以及纬度差异所导致的太阳高度变化，太阳光在大气中通过的路径长度和散射量都会发生变化，从而使色温产生显著波动。
这种变化，在利用太阳光进行实验或在质量管理现场中，可能成为致命性的问题。
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