PLANETA AZUL

Vivimos en el fondo de un océano de aire de color azul. La razón es que las moléculas que constituyen el aire absorben y emiten más el azul que el rojo (deberíamos decir violeta en lugar de azul pero nuestro ojo es menos sensible al violeta que al azul). Esto hace que el cielo sea azul (sólo nos llega la luz absorbida y reemitida por el aire) y también lo sean los objetos lejanos debido a la luz que emiten hacia nosotros el aire interpuesto entre nosotros y los objetos lejanos (luz del aire).

 

Resultan particularmente emocionantes las imágenes del azul celeste y terrícola tomadas desde aviones (la de la derecha tomada y cedida amablemente por Manuel Alonso Orts). Se aprecia el azul de la tierra  (luz del aire) por debajo de la banda blanca del horizonte y el azul del cielo por encima.

    

En las imágenes siguientes se muestran simultáneamente tierra mar y cielo mostrando que desde la altura son sólo diferentes tonalidades de azul. El detalle de la derecha se aprecia la poca diferencia entre tierra y mar.

            

Cualquier día despejado o con nubes aisladas puede apreciarse que el cielo es más azul hacia el cenit y más blanquecino hacia el horizonte. La luz que nos llega del cielo es la que esparcen hacia nosotros las moléculas del aire. Como esparcen con más eficacia el azul que el rojo resulta que el cielo aparece azul.

 

La luz que nos llega del horizonte tiene que atravesar más atmósfera que la que nos viene del cenit, aproximadamente unas 40 veces más atmósfera. Cada molécula en nuestra línea de visión cuando miramos hacia el horizonte nos envía más azul que rojo (esparcimiento simple), pero también elimina más azul que rojo de la luz que están enviando hacia nosotros las moléculas más lejanas (esparcimiento múltiple). Si la distancia de atmósfera recorrida es grande (horizonte) la proporción entre todos los colores está más equilibrada que si la distancia es corta  (cenit). Si el espesor de la atmósfera fuera mucho mayor el cielo nos parecería blanco, como el azúcar, la sal o las nubes, que son blancas debido al esparcimiento múltiple.

 

El color blanco brillante del horizonte se aprecia muy bien en las fotos aéreas anteriores y en las dos imágenes siguientes. En la imagen de la derecha puede verse que hacia el horizonte el cielo es tan brillante como las nubes.

 

                        

      

Luz del aire. Los objetos lejanos tienden a aparecer como difuminados por un velo de color azul. Las moléculas de aire interpuestas entre nosotros y los objetos lejanos envían hacia nosotros parte de la luz con la que las ilumina el Sol, enviando más proporción de azul que de rojo. La magnitud del efecto depende de la lejanía del objeto observado y de las condiciones de la atmósfera. Este es el mismo mecanismo que hace que el cielo sea azul por lo que los objetos lejanos tienden a hacerse indistinguibles y a confundirse con el cielo.

              

              

                 

La luz azul del cielo y la luz del aire se deben a los siguiente. La luz que nos llega de las partes del  cielo donde no está el Sol es luz solar que desvían hacia nosotros las moléculas del aire, como ilustra la figura izquierda. Ocurre que tales moléculas nos envían tres veces más cantidad de azul que de rojo. Por ello el cielo sobre nosotros o el aire interpuesto entro nosotros y un objeto lejano son azules. Esto ocurre siempre que la capa de aire en la línea de visión no sea muy grande. Rige entonces lo que se llama esparcimiento simple, que quiere decir que la luz es desviada de su camino una vez como máximo. Esto es porque el desvío de la luz es un fenómeno muy poco eficiente (se necesitan kilómetros de aire para desviar muy poca luz).

 

Cuando la capa de aire es grande, por ejemplo cuando miramos hacia el horizonte, la cosa se complica porque las moléculas de aire pueden desviar la luz del Sol y también la desviada  por otras moléculas más alejadas de nosotros.  Rige lo que se llama esparcimiento múltiple y la luz puede experimentar más de un desvío. Eso es porque hacia el horizonte la capa de aire es unas 40 veces mayor que hacia el cenit. Las moléculas nos envían más azul que rojo, pero por el camino se pierde más azul que rojo. Cuando la capa de aire es suficientemente grande los dos efectos se compensan y la luz del horizonte tiene la misma proporción de todos los colores y aparece de color blanco.

 

Por ello, el color azul de nuestra atmósfera se debe a que es suficientemente grande para que desvíe algo de luz, pero suficientemente pequeña para que predomine el esparcimiento simple. Si la atmósfera fuera más delgada el cielo sería negro también de día y si fuera más ancha el cielo sería siempre blanco de día, como en un día de niebla.

 

El esparcimiento múltiple también es responsable del color blanco de las sustancias transparentes como las nubes (gotas de agua) el azúcar o la sal.

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