Предложение из текста:
Высоко взлетают голосистые певцы и поют в небесной син_.
Я рассуждаю так:
синя она моя Ж.Р., значит первое склонение, проверяем через слова помощники. В небесной водЕ, в небесной землЕ. Значит пишем букву е в слове - сине.
Но почему-то это неверно. Почему?

синИ
потому что единственное число синЬ
а у земли единственное число землЯ
                                                                              

Сначала надо выяснить, что нет ошибок в слове, и вообще, что это за слово такое. Действительно, речь идет не о прилагательном "синий", который обозначает цвет, а о имени существительном: синь или синя.
Синя - это имя у некоторых народов, но в категории имени нарицательного такого слова нет. А вот слово "синь" уже существует. Оно  женского рода, третьего склонения и является  устаревшим, сокращенным вариантом слова "синева". Однако часто встречается в различных стихах, песнях и даже в современной речи проскальзывает.
Поэтому,  даже не зная , какое окончание поставить (немножко подзабыв склонения), нельзя просто провести аналогию с синевой из-за разности склонений. И  если птицы будут петь в небесной синевЕ, а в не в синевИ. То те же самые птицы уже будут петь в небесной сини.
Ставим на окончание букву "и" по всем правилам русского языка.