character_set_client , _connection y _results todos deben ser utf8mb4 para que ese bizcocho sea comestible.
Algo, en algún lugar, está configurando un subconjunto de esos individualmente. Rebusque en la configuración de my.cnf y phpmyadmin; algo no está configurando los tres.
Si SET NAMES utf8mb4 se ejecuta, los tres configurados correctamente.
El sol brilló porque solo tiene 3 bytes - E2 98 80; utf8 es suficiente para codificaciones utf8 de 3 bytes de caracteres Unicode.