El rayo verde (y a veces azul)

Cuando en este blog hablamos de "El rayo verde", no nos referimos a la novela de Julio Verne con el mismo nombre, ni a la película que se hizo de la novela. Hablamos de un efecto óptico que se puede observar al amanecer o al atardecer y está relacionado con las propiedades de la luz (arco iris o espejismos).

Para quien no lo haya visto, aquí te dejo un vídeo.



Hay que tener en cuenta que en el vídeo no se aprecia bien y que no es fácil ver este fenómeno.

Y ¿por qué se produce el rayo verde?

Creo que esta imagen está un poco exagerada.

La causa de este cambio de luz, a un destello verde se encuentran en la propiedad de la luz de dividirse en diferentes ondas al atravesar un medio concreto. Básicamente es lo mismo que sucede con el arco iris (ENLACE), y esta propiedad se llama refracción.  Al atravesar la atmósfera la luz se mueve más lentamente en el aire bajo, más denso, que en el aire en capas superiores, menos denso. Debido a eso, los rayos de luz solar siguen una trayectoria ligeramente curva, en la misma dirección que la curvatura de la Tierra. La luz de alta frecuencia (verde/azul) se curva más que la luz de baja frecuencia (roja/naranja), así que los rayos verdes y azules de la parte superior del sol en el horizonte permanecen visibles mientras que los rayos rojos están tapados por el horizonte. Los destellos verdes se refuerzan por el efecto de espejismo, que incrementa el gradiente de densidad en la atmósfera, y por tanto, incrementa la refracción.


Para explicarlo mejor, he decidido hacerlo de un modo gráfico, ya que no he visto ningún dibujo en internet que lo explique, he hecho uno tirando de Paint.

Aquí unas fotos:

Cómo se forma el espejismo.

El espejismo es un producto más de las propiedades de la luz, como lo podía ser el arco iris, relacionado con la reflexión y con la refracción. No tiene nada de sobrenatural y según la ciencia, puede explicarse perfectamente. Primeramente, hay que saber que la luz al pasar de un medio a otro, varía su dirección. Algo así para cuando vemos un pez en el agua. La imagen que vemos del pez se encuentra más arriba de donde se localiza verdaderamente. Y esto se produce porque la luz pasa del agua al aire, y su trayectoria se modifica.

Pues bien, este fenómeno se llama refracción, y se define gracias a la fórmula matemática llamada Ley de Snell. Básicamente nos dice que un rayo de luz (una imagen) tiene un ángulo y que al incidir en otro material de diferente densidad, el ángulo varía.

Por eso vemos el pez en diferente posición. Porque la imagen del pez, pasa del agua al aire.

Pero el efecto de la refracción no solo se produce con el agua. También se produce con el aire en diferentes temperaturas y, por tanto, de diferente densidades.

Cuando la imagen traspasa diversas capas de aire, la luz puede cambiar su trayectoria y, si la diferencia de temperatura es muy grande, puede cambiar tanto que se produce una reflexión. Osea, la imagen se refleja. Y ¿cuándo encontramos capas de aire con temperaturas muy diferentes? Pues por ejemplo, en la capa de aire que está en contacto con el asfalto o con la arena del desierto, una capa de aire que se calienta muchísimo más que la superior. Y por eso se ven espejismos en el desierto (por ejemplo), porque la capa caliente que se encuentra en contacto con la arena refleja el azul del cielo, pareciendo que lo que vemos, es agua.

Cuando la capa de aire caliente se encuentra en contacto con el suelo, se le llama espejismo inferior, en cambio, cuando la capa de aire caliente se encuentra arriba (sobre todo en el mar al atardecer) se llama espejismo superior.

Veamos algunas imágenes de espejismos.

Sprite, un duende rojo.

El Sprite o Duende atmosférico es un fenómeto descubierto a principios de los 90 cuando un investigador buscaba entre las estrellas con su potente telescopio. Ya los pilotos de aviones hablaban de estos fuertes destellos que se producían por encima de las tormentas, entre 70 y 100 km de altura, pero no fue hasta el año 1989 cuando se comprobó, con cámaras de alta velocidad, que realmente existían.

Ya hablamos de los tipos de rayos (enlace), y el Sprite tiene mucho que ver con este tema porque se le considera un tipo de rayo. Al igual que los rayos eléctricos de las tormentas que todos conocemos, este también se produce por una descarga eléctrica, por una diferencia de potencial. Por lo visto, el típico rayo que nosotros conocemos produce un desequilibrio de electrones que sube hasta una atmósfera (hasta la ionosfera) con un aire enrarecido, expandiéndose y chocando con las partículas de aire produciendo la forma y el color rojo característico que se ven en la imágenes.

Autopistas de viento, Corriente en Chorro o Jet-Stream.

Hace tiempo que se conoce este fenómeno, pero desde hace pocos años volvió a centrar el interés de los científicos.

Se sabe que las autopistas de viento o corriente en chorro son caminos que utilizan las aves para moverse a lo largo del ancho mundo. También se sabe que las plantas, vierten sus semillas a la atmósfera y, cuando las recogen estas autopistas de viento las lanzan a miles de kilómetros, pudiendo aparecer en continentes diferentes las semillas de la misma planta. E incluso bacterias y hongos utilizan estas pistas de viento. También es sabido que los aviones que vuelan de Europa a América trazan una ruta muy al norte para coger el chorro de vientos fríos que circula en dirección oeste a cierta latitud y así ahorrar combustible.

Según la Organización Meteorológica Mundial, una corriente en chorro es "una fuerte y estrecha corriente de aire concentrada a lo largo de un eje casi horizontal en la alta troposfera o en la estratosfera, caracterizada por una fuerte cizalladura vertical y horizontal del viento. Presentando uno o dos máximos de velocidad, la corriente en chorro discurre, normalmente, a lo largo de varios miles de kilómetros, en una franja de varios centenares de kilómetros de anchura y con un espesor de varios kilómetros".

Las corrientes en chorro de la Tierra reciben el nombre de Jet-Stream y están causadas por una combinación de la rotación del planeta sobre su eje y el calentamiento atmosférico (y en otros planetas por el calor interno). La corriente en chorro polar puede viajar a velocidades superiores a los 160 kilómetros por hora.

Durante la segunda guerra mundial, los japoneses utilizaban las Jet-Stream para atacar a los Estados Unidos. Soltaban globos de helio junto con un explosivo. Este globo subía hasta los 11 kilómetros de altura, donde se encontraba la Corriente en Chorro y, en cuestión de 2 o 3 días llegaban a EEUU y explotaban al caer.

Nubes uniéndose a una corriente en chorro sobre Canadá.

Ciclogénesis explosiva.

Tirando de "etimología", poner definir la ciclogénesis como "el origen de un ciclón" y explosiva porque se produce de forma muy rápida. Lo que sucede cuando se produce una ciclogénesis explosiva es que la presión atmosférica baja de forma súbita, en cuestión de días, de horas.

Aquí os dejo las mediciones de presión atmosféricas desde el día 20 de abril hasta finales del 26 del 2012 (en España) durante la ciclogénesis explosiva que recibió el nombre de Petra.

Como se observa, fue durante el último día cuando se produjo la ciclogénesis explosiva, bajando en cuestión de pocas horas para luego subir de nuevo.

Una ciclogénesis explosiva, no por ser breve es menos intenso que un ciclón o huracán. Por ejemplo, algunos datos que se muestran de Petra nos hablan de vientos de hasta 150 km/h, lluvias que han superado de forma puntual los 40 litros por hora y oleaje de hasta 6 metros. Árboles fueron arrancados, tejados levantados y la flota pesquera tubo que refugiarse en el puerto ante el oleaje.

Corto e impresionante.

¿Por qué el cielo es azul?

Lo primero que debemos saber es que el cielo no es azul... nosotros lo vemos azul. Y además no es solo azul, también es violeta y otros diferentes colores entre estos dos con cambios muy sutiles. Pero en fin, nosotros lo vemos azul... ¿por qué?

Pues bien. Ya hablamos de los colores del arco iris y porqué aparecían, enlace. Pero veamos. La luz que viene del sol tiene todos los espectros que vemos y los que no vemos. Simplificando, la escala de colores va, desde infrarrojos hasta ultravioleta. Los colores más cercanos al rojo, tienen una longitud de onda más  larga. La longitud de onda es el espacio que recorre una onda al hacer un ciclo, osea en repetir una posición. En cambio la longitud de onda de los violetas y azules es más corta.

Y esto, ¿qué tiene que ver con el color azul de la atmósfera? Pues bien, la atmósfera tiene humedad (gotas de agua minúsculas) y polvo. Cuando la luz del sol, que es blanca, pasa a través del agua, esta se separa en los colores del arco iris. Los colores cercanos al rojo tienen un longitud de onda que recorre menos espacio y por tanto tienen menos posibilidades de chocar contra partículas de polvo. En cambio, la luz azul o violeta, que tiene una onda más corta recorre más espacio (que las ondas del color rojo) y chocan con partículas de polvo que difunden este color por la atmósfera.

Es por eso que vemos la atmósfera de color azul... pero... porqué no lo vemos violeta? Pues porque parece ser que nuestros ojos perciben mejor unos colores que otros... en este caso, nuestra vista ve mejor el azul que el violeta.

Agujeros en el cielo.

También recibe otros nombres: agujero de fallstreak, perforadora nube , la nube del canal o el agujero de la nube. Hace un par de años apareció sobre los cielos de Rusia y Rumanía este curioso fenómeno atmosférico que hizo saltar las alarmas a los ufólogos del mundo haciéndoles pensar que el día en el que seríamos conquistados por alienígenas había llegado.

Pero no hace falta buscar entre teorías de ciencia ficción para explicar este fenómeno. Además cabe mencionar que desde que los agujeros del cielo aparecieron en Rusia y Rumanía han aparecido más imágenes de otros agujeros en otras partes del mundo y en otras fechas.
La explicación que le dan los expertos a estos agujeros es la siguiente: El vapor de agua que se encuentra en la atmósfera a grandes altitudes esta en un ambiente muy frío, casi al punto de congelación. Cuando una partícula de agua se congela, esto produce un efecto en cadena que congela a las partículas de alrededor... podríamos decir que las partículas que se encuentran a "X" metros a la redonda.
Al congelarse caen al suel y dejan el característico agujero que vemos en las imágenes.