¿Cómo afecta la contaminación a la puesta de sol y qué es el Rayleigh?
Los colores del cielo son el resultado de la luz solar interactuando con las moléculas del aire
Puesta de sol | Unsplash
Según las palabras de Danilo González en el Colombiano, quien está trabajando para obtener el título de doctor en Física, «algunos colores en el cielo están relacionados con la contaminación. Por ejemplo, cuando ocurren quemas, erupciones volcánicas o hay un exceso de contaminación, los atardeceres tienden a ser más rojos y a veces incluso adquieren tonos violetas«.
En cuanto a los colores del cielo, se deben a la interacción de la luz solar con las moléculas del aire, principalmente el nitrógeno y el oxígeno. Cuando el Sol se encuentra en el horizonte, su luz tiene que atravesar una capa más extensa de la atmósfera en comparación con cuando está en el cenit. En esta situación, el nitrógeno tiende a dispersar con mayor facilidad las luces azules que las tonalidades más rojizas.
La tonalidad del cielo varía según el tamaño de las partículas suspendidas en el aire. Hay ciudades en los que los atardeceres muestran un rojo intenso debido a las diminutas partículas de carbón provenientes del Cerrejón, las cuales impiden la propagación de las luces de onda corta, como las azules.
La contaminación puede intensificar los colores rojizos, pero si la contaminación es elevada y está compuesta por partículas muy pequeñas, como las PM 2,5 que han generado alertas ambientales, esto puede disminuir la intensidad de los colores mientras hace que el cielo sea más brillante.
Un espectáculo para muchos
El espectáculo celestial puede resultar asombroso y dejarte sin palabras, pero detrás de esta maravilla se encuentra un concepto clave: la dispersión de Rayleigh.
Para no perder la magia, es importante saber que todo se debe a la física tradicional y a «las propiedades ópticas de la luz solar cuando atraviesa la atmósfera terrestre«, según explica Edward Bloomer en BBC News Mundo, astrónomo de los Museos Reales de Greenwich en Londres. La luz solar está compuesta por todos los colores del espectro visible, desde el rojo hasta el violeta.
La clave está en cómo se dispersa la luz solar, y esto no ocurre de manera uniforme. Cada color tiene una longitud de onda diferente, siendo el violeta el de longitud más corta y el rojo el de longitud más larga.
Para entenderlo mejor, hay que tener en cuenta nuestra atmósfera, las diversas capas de gases que rodean nuestro planeta y hacen posible la vida, incluyendo el oxígeno que respiramos.
Luz dispersa
Cuando la luz solar atraviesa las diferentes capas de la atmósfera, cada una compuesta por gases de distintas densidades, se desvía y descompone de manera similar a como lo haría al pasar por un prisma. Además, hay partículas suspendidas en la atmósfera que provocan que esta luz descompuesta rebote y se refleje.
Cuando el Sol se pone o sale, sus rayos chocan con las capas superiores de la atmósfera en ángulos específicos, y aquí es donde ocurre la «magia». A medida que los rayos atraviesan esas capas superiores, las longitudes de onda azules se separan y se reflejan en lugar de ser absorbidas.
«Cuando el Sol se aproxima al horizonte, los azules y los verdes se dispersan y nos quedamos con ese resplandor naranja y rojo», explica Bloomer.
Esto sucede porque la luz de ondas más cortas (violeta y azul) se dispersa más que la luz de ondas más largas (naranja y rojo), y el resultado es un impresionante despliegue de colores en el cielo.
El arcoíris
Adicionalmente, el fenómeno de dispersión de Rayleigh arroja luz sobre la razón por la cual el cielo tiende a lucir más azul al mediodía.
Cuando el sol se encuentra en su punto más alto en el cielo, su luz atraviesa la atmósfera de manera directa, sin desviarse significativamente. Esta luz solar se absorbe tal cual, y el color predominante visible es el azul.
En cambio las condiciones pueden cambiar dependiendo del clima. Por ejemplo, durante una lluvia con sol, cada gota de agua actúa como un prisma, descomponiendo la luz en sus diversas longitudes de onda mediante la refracción. El resultado de esta dispersión es la presencia de todos los colores en la atmósfera, creando un arcoíris.
Todo este conocimiento se debe en gran parte al trabajo del físico del siglo XIX, John William Strutt, tercer barón de Rayleigh, también conocido como lord Rayleigh. Él dedicó mucho tiempo a observar la luz solar y la atmósfera, siendo la primera persona en explicar por qué el cielo tiene el color azul característico.
