¿A qué grado en el cielo cambia el sol de color?

Aquí hay una respuesta parcial:

Como se menciona en los comentarios, la transmisión de la atmósfera depende bastante de factores locales. Pero dada una transmisión$T_0(\lambda)$en el cenit, la transmisión en un ángulo$\theta$desde el cenit se puede escribir

$$T(\lambda,\theta) = T_0(\lambda)\times X(\theta),$$ dónde$X$es la masa de aire .

La masa de aire se puede aproximar como$X=\sec\theta$hasta$\theta\simeq70^\circ$, pero a medida que se acerca al horizonte, el cálculo se vuelve cada vez más dependiente del modelo. Pickering (2002) da una expresión relativamente simple :

$$X(\theta) = \csc\left(90^\circ-\theta + \frac{244}{165+(90^\circ\!\!-\!\theta)^{1.1}} \right),$$ dónde$\theta$se mide en grados y$\csc x\equiv 1/\!\sin x$. Este modelo no tiene en cuenta la refracción (que requiere el trazado de rayos), por lo que puede estar desviado aproximadamente medio grado cuando el Sol está en el horizonte.

Si$S_0(\lambda)$es el espectro solar no transmitido, el espectro observado es entonces

$$S_\mathrm{obs}(\lambda,\theta) = S_0(\lambda)\times T_0(\lambda)\times X(\theta).$$

Calcular el color que percibe el ojo humano, dado un espectro, no es trivial, pero recientemente describí un enfoque en esta respuesta .