光比红色光容易散射，当日出和日落时的阳光必须穿透浓厚的大气层时，太阳看起来就呈现偏红的色调。在天空中额外的颗粒会以不同的角度色散不同的颜色的光，在黎明和黄昏创造出多采多姿的发光天空。冰晶和其它颗粒将在大气层中的光线散射，造成晕、晚霞余晖、华 (光象)、云隙光和幻日。这些种现象的变化是由于粒子大小和不同的几何形状。海市蜃楼是光线受到大气层的温度变化而产生偏折弯曲的光学现象，会使远方的影像流离失所或是严重的扭曲。与此相关的其它光学现象包括新地岛效应，会使视太阳比预测的提早升起或是延后落下，并且造成形状的扭曲