¿Por qué el sol es más brillante en Australia en comparación con partes de Asia?

El aire limpio y seco deja pasar la luz del sol; el aire sucio y húmedo lo dispersa. Los aerosoles (contaminación por partículas pequeñas transportadas por el aire) son más prominentes cerca de áreas densamente pobladas, debido a centrales eléctricas, automóviles, incendios,... Estas partículas forman sitios de nucleación para la humedad, y estas pequeñas gotas de agua se convierten en dispersadores muy efectivos de la luz solar.

La humedad es alta en Filipinas y baja en Australia Occidental (Perth) .

Un mapa de las concentraciones de dióxido de nitrógeno en la atmósfera terrestre (un indicador de la "contaminación provocada por el hombre") muestra que la región alrededor de Australia Occidental tiene una contaminación bastante baja, mientras que gran parte del sudeste asiático tiene una contaminación bastante alta (mapa de http:/ /www.esa.int - Agencia Espacial Europea):

Un mapa de la contaminación por partículas (PM2.5 - partículas de menos de 2.5 micras) confirma la imagen (crédito: Aaron van Donkelaar, Universidad de Dalhousie. Fuente en http://www.nasa.gov/images/content/483910main1_Global-PM2 .5-mapa-670.jpg ):

Aunque no es muy fácil de ver en este mapa, el aire en Australia Occidental es bastante claro, por lo que habrá menos "cosas" para que la luz viaje o se disperse.

Esto es especialmente notable cerca del amanecer/atardecer, cuando la longitud del camino a través de la atmósfera es mayor. Esto amplifica la diferencia.

Un poco más de datos para respaldar esto:

Mapa de la distribución típica de la humedad en Manila (fuente: http://weatherspark.com/averages/33313/Metro-Manila-Philippines ):

Y para Perth (fuente: http://weatherspark.com/averages/34080/Redcliffe-Western-Australia ):

Estos gráficos muestran la distribución de los valores de humedad "promedio diario alto y bajo" en función de la fecha, para ambas ubicaciones. Por lo tanto, puede ver que el máximo promedio de humedad es el más bajo el 23 de abril, momento en el que todavía es del 89 %. La banda interior (de color más oscuro) representa el percentil 25-75 de la distribución, y la banda exterior (de color más claro) representa el percentil 10-90. En otras palabras, el 23 de abril, la humedad máxima en Manila podría ser igual o inferior al 82 % un día de cada cuatro; pero el 17 de agosto está por encima del 95% más de la mitad del tiempo.

Tenga en cuenta que la escala vertical en las dos parcelas es diferente: los valores mínimos en Perth son considerablemente más bajos que en Manila...

Aquí hay un enlace a una secuencia de fotos muy interesante e inusual de un sol poniente que muestra el fenómeno del "destello verde". Esta secuencia en particular fue tomada en Libia, y el fotógrafo afirma:

El aire estaba tan limpio y seco que era difícil mirar directamente al Sol, incluso cuando solo estaba un poco por encima del horizonte. Nunca antes había visto el cielo así. A medida que el sol se ponía, no podías mirarlo a simple vista; incluso hasta el último momento fue demasiado brillante.

Eso respalda mi comprensión de que el aire seco y limpio == puestas de sol brillantes.

ACTUALIZACIÓN en los comentarios, alguien hizo la pregunta: "¿qué es esto que está absorbiendo?". Como se señaló, el vapor de agua no absorbe muy bien la luz en el régimen óptico: los modos de vibración de las moléculas de agua se excitan en el infrarrojo. Sin embargo, en la página 12 de http://www.learner.org/courses/envsci/unit/pdfs/unit11.pdf leemos:

Las moléculas de aire son dispersantes ineficaces porque sus tamaños son órdenes de magnitud más pequeños que las longitudes de onda de la radiación visible (0,4 a 0,7 micrómetros). Las partículas de aerosol, por el contrario, son dispersantes eficientes. Cuando la humedad relativa es alta, los aerosoles absorben agua, lo que hace que se hinchen y aumente su área de sección transversal para dispersarse, creando neblina. Sin la contaminación por aerosoles, nuestro alcance visual normalmente sería de unas 200 millas, pero la neblina puede reducir significativamente la visibilidad

Esto concuerda con la observación de @WhatRoughBeast de que los aerosoles de neblina son, en última instancia, las "cosas" que dispersan la luz: una combinación de partículas en el aire (muchas de las cuales son artificiales y estarán presentes en concentraciones más altas cerca de regiones densamente pobladas, especialmente aquellas donde funcionan las centrales eléctricas de carbón) y la humedad que hace que los aerosoles aumenten de tamaño, haciéndolos dispersores más efectivos.

Lea a Richard Feynman. La humedad no afecta la transparencia del aire: el vapor de agua es transparente (las moléculas son transparentes, no disipan más luz que las moléculas de aire). ¡Las nubes se vuelven visibles y detienen la luz solo cuando las moléculas de agua se condensan! 100 moléculas condensadas disipan 100 veces más luz que 100 separadas. Las moléculas normalmente no pueden adherirse entre sí cuando chocan porque se repelen y rebotan, como pelotas elásticas de la pared. Necesita los centros de cristalización para que cuando la molécula penetre en la partícula, se enfrente a una fuerza resistiva, disminuya la velocidad y pierda la energía para recuperarse. Se atasca. Así es como emergen las gotas. Entonces, la humedad como razón es incorrecta. losContaminación: ¡las partículas de contaminación son las que causan la condensación y, por lo tanto, la atenuación! Además, el aire contaminado artificialmente contiene muchas más partículas por concentración de vapor. Por lo tanto, las gotas que produce son muy pequeñas y permanecen en el cielo todo el tiempo en lugar de caer como lluvia. Así es como la contaminación y no la humedad es la culpable.

Ver BBC Horizon, oscurecimiento global

NARRADOR: Las Maldivas: una nación de mil islas diminutas en medio del Océano Índico, tan recientemente azotadas por el tsunami asiático. Fue aquí donde Veerabhadran Ramanathan, uno de los principales científicos del clima del mundo, comenzó a desentrañar el misterio de lo que está causando el oscurecimiento global. Había notado por primera vez la disminución de la luz solar sobre grandes áreas del Océano Pacífico a mediados de la década de 1990.

PROF. VEERABHADRAN RAMANATHAN (Universidad de California): Pero en ese momento no sabíamos que era parte de un panorama global mucho más amplio, pero sabía que teníamos que averiguar qué lo estaba causando.

NARRADOR: Ramanathan estaba seguro de una cosa, la gran caída de luz solar que llegaba al suelo tenía que tener algo que ver con los cambios en la atmósfera de la Tierra. Había un sospechoso obvio.

PROF VEERABHADRAN RAMANATHAN: Casi todo lo que hacemos para crear energía genera contaminación.

NARRADOR: Quemar combustible no solo produce los gases de efecto invernadero invisibles que causan el calentamiento global. También produce contaminación visible, diminutas partículas de hollín en el aire y otros contaminantes. Estos producen la neblina que envuelve nuestras ciudades. Entonces, Ramanathan se preguntó: ¿Podría esta contaminación estar causando el oscurecimiento global? Las Maldivas fueron el lugar perfecto para averiguarlo. Las Maldivas parecen no contaminadas, pero de hecho las islas del norte se asientan en una corriente de aire sucio que desciende de la India. Solo el extremo sur de la larga cadena de islas disfruta del aire limpio que llega desde la Antártida. Entonces, al comparar las islas del norte con las del sur, Ramanathan y sus colegas podrían ver exactamente qué diferencia hizo la contaminación en la atmósfera y la luz solar. El Proyecto INDOEX, como se le llamó, fue un gran esfuerzo multinacional. Durante cuatro años se utilizaron todas las técnicas posibles para muestrear y monitorear la atmósfera sobre las Maldivas. INDOEX costó veinticinco millones de dólares, pero dio resultados y sorprendió a todos.

PROF. VEERABHADRAN RAMANATHAN: La parte sorprendente del experimento fue que esta capa contaminante de tres kilómetros de espesor reducía la luz solar que llegaba al océano en más de un 10 %.

NARRADOR: Una disminución del 10 % en la luz solar significaba que la contaminación por partículas estaba teniendo un efecto mucho mayor de lo que nadie hubiera creído posible.

PROF. VEERABHADRAN RAMANATHAN: Nuestros modelos nos llevaron a creer que el impacto humano en la atenuación fue de cerca de la mitad del uno por ciento. Entonces, lo que descubrimos fue diez veces mayor.

NARRADOR: INDOEX mostró que las partículas de contaminación estaban bloqueando parte de la luz solar; pero mucho más significativo era lo que le estaban haciendo a las nubes. Los estaban convirtiendo en espejos gigantes. Las nubes están hechas de gotitas de agua. Estos solo se forman cuando el vapor de agua en la atmósfera comienza a condensarse en la superficie de las partículas que se encuentran naturalmente en el aire, generalmente polen o sal marina. A medida que crecen, las gotas de agua eventualmente se vuelven tan pesadas que caen como lluvia. Pero Ramanathan descubrió que el aire contaminado contenía muchas más partículas que el aire no contaminado, partículas de ceniza, hollín y dióxido de azufre.

PROF VEERABHADRAN RAMANATHAN: Vimos diez veces más partículas en la masa de aire contaminado al norte de las Maldivas en comparación con lo que vimos al sur de las Maldivas, que era una masa de aire prístina.

NARRADOR: En el aire contaminado, miles de millones de partículas hechas por el hombre proporcionaron diez veces más sitios alrededor de los cuales se podrían formar gotas de agua. Entonces, las nubes contaminadas contenían muchas más gotas de agua, cada una mucho más pequeña de lo que sería naturalmente. Muchas gotas pequeñas reflejan más luz que pocas gotas grandes. Entonces, las nubes contaminadas reflejaban más luz hacia el espacio, impidiendo que pasara el calor del sol. Esta fue la causa de la atenuación global.

PROF VEERABHADRAN RAMANATHAN: Básicamente, el oscurecimiento global que vimos en el Océano Índico del Norte fue contribuido, por un lado, por las propias partículas que protegen el océano de la luz solar, y por otro lado, que hacen que las nubes sean más brillantes. Así que esta sopa insidiosa, que consiste en hollín, sulfatos, nitratos, cenizas y lo que sea, estaba teniendo un doble golpe en el oscurecimiento global.

NARRADOR: Y cuando miró las imágenes satelitales, Ramanathan descubrió que lo mismo estaba sucediendo en todo el mundo. Sobre la India. Sobre China, y extendiéndose hacia el Pacífico. Sobre Europa Occidental... extendiéndose hacia África. Sobre las islas británicas. Pero fue cuando los científicos comenzaron a investigar los efectos de la atenuación global que hicieron el descubrimiento más inquietante de todos.