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Fenómenos Ópticos Atmosféricos

En la entrada de esta semana, os queremos hablar de uno de los aspectos más curiosos, hermosos y espectaculares que nos ofrece nuestro planeta. Quien no se ha fascinado alguna vez echando la vista al cielo y contemplando un arcoíris o un cielo rojizo durante el atardecer. Esto y mucho más se describe como fenómenos ópticos de la atmósfera.

Estos fenómenos se producen por la interacción de los rayos solares con gases atmosféricos, partículas y aerosoles. Sin entrar profundamente en los aspectos más científicos de la óptica, en esta entrada os enseñaremos algunos de estos efectos.

EspectroElectromagnetico

Figura 1: Espectro electromagnético. Fuente: http://goo.gl/zdr5rJ

 

La luz visible es una parte del espectro electromagnético a la que le corresponden distintas longitudes de onda, que van desde el violeta hasta el rojo. Las ondas electromagnéticas pueden ser reflejadas, dispersadas o refractadas por los distintos componentes presente en la atmósfera.

  • Reflexión: Cambio de dirección de un rayo o una onda en la superficie de separación entre dos medios, regresando al medio inicial.
  • Dispersión: Cuando un haz de  luz policromática choca con algún elemento microscópico (moléculas o aerosoles), las diferentes longitudes de onda se separan.
  • Refracción: cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio a otro. Solo se produce cuando la onda incide oblicuamente.

¿Por qué se ve el cielo rojo al atardecer y azul por el día?

Cuando amanece y/o anochece, la radiación solar recorre una mayor distancia en la atmósfera que durante el día, provocando que la luz azul del espectro visible sea dispersada hacia el espacio, pasando una mayor cantidad de luz roja hacia la superficie terrestre.

El color azul del cielo durante el día se debe a la dispersión Rayleigh. Cuando la luz solar atraviesa la atmósfera, la mayor parte de la luz roja-amarilla pasa sin ser casi afectada. Sin embargo, buena parte de la luz de longitudes de onda más cortas es dispersada por las moléculas gaseosas del aire, provocando que cuando levantamos la cabeza y miremos donde miremos veamos el cielo de color azul.

dispersion

Figura 2: Coloración del cielo. Fuente: http://goo.gl/qPOHfs

 

La coloración del cielo también depende de las condiciones atmosféricas del momento, por lo que si tenemos un mayor número de partículas de gran tamaño asociadas a la niebla, smog o bruma, la luz se dispersa en longitudes de onda tales que el cielo se observa en tonalidades de blanco y gris. La dispersión de la luz por gotas de agua, bruma o partículas de polvo hacen posible observar los rayos crepusculares.

Si no existiese la atmósfera el día sería tan oscuro como la noche, dado que no existiría esa desviación de los rayos solares y por lo tanto no apreciaríamos la dispersión azul de la luz en el cielo.

Esta interacción entre la radiación y la atmósfera puede provocar distintos fenómenos ópticos que explicaremos en próximas entradas, como: Halos, Glorias, coronas, arcoiris, nubes iridiscentes, rayos crepusculares,  airglow, parhelio, fata morgana, destellos verdes, espejismos, columnas o pilares, auroras…

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