Todos hemos visto y fotografiado muchas veces las puestas de Sol, y probablemente hemos advertido cómo el brillo del Sol se atenúa, el disco solar se perfila enrojecido y deformado, y en torno a éste el cielo y las nubes resplandecen en tonos rosados y ámbar.
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| Ocaso en San Sebastián durante el solsticio de verano. Foto de Verónica Casanova. |
El brillo atenuado y los colores que nos llaman la atención en el cielo durante el ocaso se deben al esparcimiento de la luz, fenómeno que llamamos
Esparcimiento de Rayleigh. Las moléculas de los gases de la atmósfera son la causa de dicho esparcimiento, y las que generan lo que llamamos
luz atmosférica para distinguirla de la
luz solar (directa del Sol). Cuando las moléculas son más pequeñas que las longitudes de ondas de la luz visible, esparcen las longitudes de onda más cortas (azules) en mayor grado que las longitudes de ondas más largas (rojas). El esparcimiento de Rayleigh
es la razón por la que vemos azul el cielo, y es también la causa de que observemos el Sol y la Luna de color rojizo cuando los vemos cerca del horizonte. En el ocaso o al amanecer, el esparcimiento se hace más selectivo y son las longitudes de ondas más largas las que atraviesan con más eficacia que las cortas la densa atmósfera creciente cercana al horizonte.
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| Ocaso en San Sebastián. Foto de Iñaki Taboada |
El esparcimiento selectivo es máximo para la luz solar y atmosférica que se encuentra cercana al suelo y en la visual del observador, lo que explica los tonos rojizos, rosados y ambarinos del cielo y del disco solar. El esparcimiento también reduce el brillo aparente del Sol (y de cualquier cuerpo celeste) cuando se encuentra cerca del horizonte. Este efecto se llama en astronomía
extinción atmosférica y debido a ella, el Sol en el ocaso puede disminuir en 9 magnitudes respecto a cuando está a 5º sobre el horizonte.
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| Foto de Aitor Abadía |
Otros efectos que también destacamos cuando observamos en el Sol durante los ocasos u ortos se deben a la
refracción atmosférica. El índice de refracción de la luz aumenta al acercarse a la superficie terrestre por la densidad creciente de la atmósfera. El cambio que se produce en los rayos es ínfimo, pero se puede medir, y es más acentuado para los rayos que llegan oblicuos a la atmósfera cuando el Sol sale o se pone. Los efectos más llamativos son los del color rojizo y la forma achatada del disco solar. También en la Luna cuando sale o se pone observamos esos efectos. El disco del Sol se muestra achatado porque la luz de su borde superior se refracta ligeramente menos que la de su borde inferior.
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| Foto de Belén Santamaría desde San Sebastián verano 2016 |
La refracción también puede alterar notablemente la posición aparente del Sol. Cuando el Sol está en el horizonte, la refracción atmosférica provoca un desplazamiento vertical en su posición de aproximadamente medio grado, que equivale al diámetro angular aparente del disco solar. De manera que, cuando observamos el borde inferior del Sol tocando el horizonte, en realidad solo parece que lo hace, ya que el globo solar entero se encuentra justo debajo del horizonte, es decir, el Sol verdadero ya se ha puesto mientras observamos o fotografiamos cómo se oculta un sol aparente.
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| Espejismo inferior y distorsiones del disco solar durante el ocaso. Foto de Belén Santamaría desde Donostia, julio 2016 |
La forma del Sol se puede distorsionar más aún si se mira por encima de una superficie caliente, o a través de una fuerte inversión térmica cercana a la superficie. Estas condiciones favorecen la formación de espejismos y distorsiones del disco solar. Las distorsiones más habituales tienen lugar cuando el Sol se pone (o sale) sobre una gran extensión de agua que está más caliente que el aire que se encuentra encima. En estas circunstancias la refracción puede también dar lugar a un espejismo inferior del Sol. A medida que el Sol se acerca al horizonte, veremos que de éste surge un segmento de la imagen invertida del Sol que se une a él, generando el efecto visual de que el Sol está sobre una peana.
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| Rayo Verde. Foto de Belén Santamaría desde San Sebastián, julio 2016 |
El grado en que se refracta la luz solar al atravesar la atmósfera depende de la frecuencia de la luz. Así que la refracción es un fenómeno que depende del color, ya que el grado de refracción es inversamente proporcional a la longitud de onda de la luz. La luz azul se refracta más que la luz roja cuando pasa de un medio a otro. esto explica que podamos percibir, sobre todo si observamos con prismáticos, cómo se separan y acentúan los colores en el borde del disco solar cuando está en el horizonte. Bajo ciertas circunstancias esta separación de colores se puede percibir a simple vista como un breve destello verde, y en ocasiones muy especiales también azul.
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| Dispersión de la luz en el borde superior donde se pueden distinguir los colores verde y azul. Foto de Belén Santamaría desde San Sebastián, agosto 2016 |
La descomposición por refracción de un rayo de luz en los colores que lo componen se conoce como
dispersión. El efecto de la dispersión causado por la atmósfera sobre el disco solar es muy pequeña (1/60 de grado) y no puede observarse sin más a simple vista. Además, sobre el disco los colores se solapan por lo que sólo puede advertirse la dispersión en los bordes. La clave para observar el fenómeno del rayo verde (o rayo azul) radica en que la atmósfera presente las circunstancias que permitan que el limbo se vea aislado del resto del disco solar, o se vea agrandado, o ambas cosas a la vez. Tendremos buenas probabilidades de ver un rayo verde cuando utilicemos unos prismáticos, aunque, estrictamente hablando, debería ser perceptible a simple vista para poder decir que hemos visto un rayo verde.
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| Rayo Azul. Foto de Belén Santamaría desde San Sebastián, agosto 2016 |
Fuente: Caido del Cielo. John Naylor
