天空中的大气分子和浮悬微粒本身并不发光，但当它们遇到太阳光线照射后，就会变成散射光的光源。在太阳光的光谱中，波长较短的紫、蓝、青等颜色的光波最容易被大气分子和微粒散射出来，特别是秋季，太阳的直射位置已移向南半球，照在北半球的阳光是斜射的，太阳光线所经过大气层的距离逐渐变长了，尤其在8公里以下，被低层大气分子和微粒所散射出来的，主要为蓝色的光线也明显增加了，所以天空呈现为蔚蓝色。
秋季南方暖湿气流逐渐南撤，北方干冷空气步步南侵，气温下降，湿度减小，大气层趋于稳定。这一方面使天气容易变晴，白天晴空万里，夜间星斗满天，令人从感观上觉得“天高”了；另一方面秋天气温低了，湿度小了，人身上出汗少了，就是出了汗，也容易挥发，穿在身上的衣服不会湿淋淋地贴在皮肤上，这对刚刚熬过高温闷热的人来说，感觉“气爽”多了，所以人们就用“天高气爽”来赞美秋天。
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