Las metáforas del Sol

Fig.1. Autor Sean McCormick, Sundog sunset, Mar 03, 2011

Este post participa en la Edición LXVI del Carnaval de la Física

cuyo blog anfitrión es MasScience

Cuando miramos al cielo, no siempre nuestra vista es objetiva, a veces vemos algo que no está ahi, y muchos de estos fenómenos los provoca nuestra estrella, el sol. Vamos a escribir sobre algunos de ellos que tienen relación directa con el sol, que es nuestra estrella protagonista.

Los 3 Soles (parahelio)

Fig. 2. Foto: Everson César Mandeli en Chihuahua (Punta del Este)

Fig.3. Tres soles sobre la ciudad de Chelyabinsk (Rusia)

Si a 6.000 km de altura, en la Troposfera, se forman cristales hexagonales nubes cirriformes y la refracción de la luz del sol incide en esos cristales de hielo con un ángulo de 22º y crean la ilusión de tres soles, este fenómeno óptico se llama parahelio. Aquí nuestra estrella verdadera es la central, y las imágenes de la derecha y de la izquierda son ilusiones ópticas debido a una simetría especular.

Fig.4. Esquema del femómeno parhelio (sundog)

¿Y qué relación hay entre el fenómeno parhelio y el halo solar?, pues aquí tenemos una imagen muy explicativa donde como dice el dicho popular, «una imagen vale más que mil palabras», aunque esto no siempre es cierto.

Fig.5. Relación entre el fenómenos llamado parhelio y el halo solar

Halo solar

Fig.6. Halo Solar (México, 21 de mayo de 2015)

Los cristales de hielo de la Troposfera hacen que se cree una circunferencia alrededor del Sol ya que la luz experimenta un fenómeno de refracción por parte de los cristales de hielo. Los halos tienn un radio de unos 22º y mientras su borde interior es rojizo el exterior es blanco o presenta los colores del arco iris.

Pilares de luz solar

Fig.7. Pilar solar, Yukon, Canadá. Flickr

Este fenómeno óptico se produce al alba o al crepúsculo, es decir, cuando el sol está muy bajo, y se necesitan cristales de hielo para que se produzcan, ya que la luz solar incide sobre ellos. Estos pilares se pueden producir por diferentes fuentes lumínicas, como la luna, una fuente artificial además del sol, y siempre tiene el color de su fuente lumínica original.

Fig.8. Pilares de luz en las cataratas del Niagara

¿Por qué se necesitan 22º para que se produzca este fenómeno?. El límite del índice refractivo de los cristales de hielo hexagonales para que la luz del sol pase a través de ellos presenta un ángulo de mínima desviación de 22º, esta luz es convergente y más intensa generando un punto de luz.

Fig.9. Diagrama de un Sundog

Solar Glory

Fig.10. Gloria sobre las montañas

Una «gloria» es una imagen distorsionada del sol, producida por la difracción de la luz solar sobre las gotas de agua de la atmósfera, es un fenómeno parecido al arco iris, pero su formación es diferente. El físico Moysés Nussenzveig en la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil investigó sobre este fenómeno óptico en la década de los 80, su principal causa es un fenómeno conocido como efecto túnel de onda. La diferencia es que la luz incidente en las gotas de lluvia entra dentro y se difracta, pero en el fenómeno llamado «gloria» la luz solo roza las gotas, no entra dentro, pero agitan las ondas electromagnéticas dentro de la gota, y envían los rayos de luz hacia atrás en la dirección de la que proceden.

La nave Venus Express que orbitaba el planeta del que lleva su nombre, en abril y julio del 2011 observó este fenómeno, la nave tenía el sol detrás de ella y en la nubes venusianas de abajo se pudo observar el ojo de buey a 1200 km desde el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Göttingen (Alemania).

Fig.11. Gloria sobra la Antártida

Omega sunset (espejismo inferior)

Fig.12. «Omega sunset». Pete Lawrence (West Beach in Selsey, UK)

La atmósfera curva la luz del sol, es como un gran prisma que descompone la luz blanca del sol, como la longitud de onda del color azul es 10 veces mayor en comparación con el resto de las longitudes de onda, lo que pasa al descomponerse la luz en la atmósfera es que el color azul se multiplica 10 veces, así que «tinta» el cielo y es por ello que vemos el color azul; al crepúsculo esa luz azulada digamos que ‘se ha agotado’, así que quedan el resto de los colores del arco iris, es decir, rojos, anaranjados, y amarillos. En realidad, si fuésemos abejas veríamos el cielo violeta y ultavioleta, pero como esos colores tan intensos nos dañan la retina, vemos el siguiente color para el que estan preparados nuestros receptores visuales, el azul.

Una vez dada esta introducción veremos cual es este fenómeno llamado «Omega sunset». Este fenómeno óptico se produce en el horizonte del mar o del ocenao durante la puesta del sol, cuando el sol desciende un segundo sol se eleva desde el agua, en un tiempo relativamente corto los dos soles, la imagen real y su doble se unen y se alarga cambiando la imagen que tenemos de un sol esférico a uno ovoidal.

El escritor Julio Verne comparó la apariencia con un jarrón etrusco, pero como en un momento determinado al juntarse las dos imágenes del sol se asemejan a la letra griega omega pasó a llamarse así. Al final la fusión de las dos imágenes solares generan la imagen inicial de la esfera, pero otras veces el disco solar se reduce y se forma un destello amarillo verdoso, como tenemos en la figura 13. Este sol inferior no es un reflejo del agua, es un espejismo inferior, el sol inferior es una imagen invertida producida por la refracción de una capa de aire más cálida y menos densa del aire cerca de la superficie del oceano.

Fig.13. Efecto ‘flash’ en un Omega sunset

Distorsión del sol

Los observadores húngaros Attila Kovács y György Répás constataron un inusual tipo de refracción, el aire se calienta considerablemente por las las chimeneas industriales, y esto distorsiona el disco solar.

Fig.14. Distorsión del disco solar

Estos seis fenómenos ópticos solares nos muestran que la realidad a veces aparece distorsionada, pero todo o casi todo lo que conocemos tiene una explicación científica, y sino la tiene se está en ello.

Os invito a fotografiar fenómenos atmosféricos raros y sino le encontrais ninguna explicación nos los envieis. Ya pasó el tiempo de mirar hacia el cielo y pensar que era todo cosa «de dioses», estamos en una época científica.

Referencias:

http://noticias.eltiempo.es/2014/10/29/fenomenos-meteorologicos-que-dan-mucho-miedo/

http://www.elpais.com.uy/informacion/tres-soles-se-vieron-ayer.html

http://www.bbc.com/news/blogs-news-from-elsewhere-31505470

http://lacajaazula.blogspot.com.es/2012/10/halo-solar-parahelio-y-otras-maravillas.html

http://www.tiempo.com/ram/numero4/pdf/explicacionfoto.pdf

http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter19/sundogs.html

http://www.theweathernetwork.com/news/articles/an-amazing-display-the-science-behind-rare-multiple-sun-halos/43727

http://mx.noticias.com/actualidad/fotos-halo-solar-en-mexico-hoy-21-mayo-2015.html

http://www.correodelorinoco.gob.ve/regiones/relampago-catatumbo-encabeza-lista-fenomenos-naturales-mas-insolitos-planeta-fotos/

http://www.meteorologiaenred.com/pilares-de-luz-un-bello-efecto-luminoso.html

http://www.weather.gov.hk/education/edu06nature/ele_sundog0909_e.htm