Τα μαύρα σύννεφα δεν είναι βρώμικα, αλλά φαίνονται σκοτεινά επειδή η μεγάλη τους πυκνότητα εμποδίζει το ηλιακό φως να τα διαπεράσει.

Το φαινόμενο αυτό βασίζεται στη σκέδαση Mie, η οποία συμβαίνει όταν το μέγεθος των σταγονιδίων του νερού είναι παρόμοιο με το μήκος κύματος του ορατού φωτός. Σε ένα τυπικό λευκό σύννεφο, το φως διασκορπίζεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, επιτρέποντας σε μεγάλο μέρος του να φτάσει στα μάτια μας. Ωστόσο, στα καταιγιδοφόρα νέφη (Cumulonimbus), το ύψος μπορεί να φτάσει τα 12 έως 20 χιλιόμετρα. Καθώς το σύννεφο μεγαλώνει κατακόρυφα, τα σταγονίδια νερού και οι παγοκρύσταλλοι γίνονται τόσο πυκνά που το φως απορροφάται ή αντανακλάται πίσω προς τα πάνω πριν προλάβει να διαπεράσει ολόκληρη τη δομή. Σύμφωνα με μελέτες της NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), η βάση ενός τέτοιου σύννεφου μπορεί να δέχεται λιγότερο από το 1% του ηλιακού φωτός που προσπίπτει στην κορυφή του. Αυτό δημιουργεί μια έντονη αντίθεση που κάνει τη βάση να φαίνεται απειλητικά μαύρη ή βαθύ γκρι. Επιπλέον, το μέγεθος των σταγονιδίων παίζει καθοριστικό ρόλο, καθώς τα μεγαλύτερα σταγονίδια που προηγούνται μιας βροχής είναι πιο αποτελεσματικά στην απορρόφηση του φωτός. Το χρώμα που βλέπουμε είναι ουσιαστικά η σκιά του ίδιου του σύννεφου που πέφτει στον εαυτό του.