¿Por qué la puesta de sol se extiende sobre el horizonte?

¿Por qué la luz del atardecer se propaga horizontalmente sobre el horizonte, en lugar de distribuirse radialmente alrededor del disco solar?

Entiendo la física sobre la refracción, la longitud de onda y la diferencia de gradiente entre los colores azul y rojo. Sin embargo, no entiendo esa forma en la imagen, no entiendo por qué no es un punto simétrico alrededor del sol.

Aquí hay una imagen a continuación. Como puede ver, hay un círculo rojo sobre la plataforma petrolera marcado con el número 1, y esta parte es clara. Sin embargo, el color rojo se estira hacia la izquierda y hacia la derecha siguiendo la línea 2 como en la segunda imagen.

Además, si comparamos la longitud de la línea 3 y la línea 2, la línea 3 obviamente es mucho más corta.

Además, la refracción de la atmósfera no es tan grande como para causar este efecto, ¿verdad?

Entonces, ¿por qué está sucediendo?

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Sé que la luz azul, con longitudes de onda más altas, es más fácil de dispersar (por qué el cielo es azul). Pero eso realmente no dice por qué esa forma. No veo una fuente de luz roja tan al costado, en los bordes de la foto. Debería haber más luz azul dispersa allí, al igual que el horizonte cuando el sol está, digamos, a 30 grados por encima.

Respuestas (2)

Al atardecer, la luz del sol que podemos ver atraviesa una gran distancia (varios cientos de kilómetros) dentro de la atmósfera. A medida que se propaga, parte de él se dispersa debido a la dispersión de Rayleigh . Las longitudes de onda más pequeñas se dispersan más que las más grandes. Esto significa que lo que queda es más rojo que lo que emite el Sol. Esto hace que el disco solar sea rojo.

Ahora, lo que ves alrededor del disco solar es la luz dispersada: la luz que atravesó la atmósfera hasta cierto punto de dispersión, se dispersó hacia el observador y luego pasó nuevamente a través de la atmósfera para llegar al observador. El acto de dispersión hizo que la luz se volviera más azul, pero los dos pases a través de la atmósfera dispersaron una porción más grande de azul, lo que resultó en un enrojecimiento general del cielo. Aquí tenemos dos efectos en competencia: dispersión proporcional a λ − 4 y extinción proporcional a Exp ⁡ ( − ℓ / ℓ 0 ) dónde ℓ es la distancia recorrida. La exponencial tiene un efecto mayor que la constante. λ − 4 cuando ℓ es largo.

Esto sucede en todo el horizonte en los acimutes hacia el Sol. ± 90 ° , así como un poco por encima del horizonte en los acimutes opuestos. En elevaciones más altas sobre el horizonte, la atmósfera que pasa no es tan densa, por lo que domina otro efecto , lo que lleva al color azul.

Eso tiene mucho sentido. Gracias. Ha sido bastante curioso este. Toma ambos efectos para que sea razonable. Entonces, la intensidad de la luz en 2 podría ser bastante baja, es solo que también hemos tenido atmósfera para sacar aún más del azul.
Gracias por la explicación, teniendo este conocimiento, creo que puedo implementar un sombreador de gráficos por computadora para representar una bonita puesta de sol. La ciencia es hermosa.
@DmytroBrazhnyk antes de reinventar la rueda, consulte ebruneton.github.io/precomputed_atmospheric_scattering
@Ruslan gracias por la sugerencia, definitivamente lo revisaré.
@Ruslan Hola Ruslan, gracias por la aclaración, usé su descripción e implementé eso: youtu.be/A6YUiCqIAEo , y la ley Beer-Lambert para hacer que el resplandor nocturno funcione bien.

Hay una muy buena respuesta de @Ruslan, me gustaría agregar algunas cosas que pueden resultarle interesantes:

  1. Hay algo llamado resplandor crepuscular, y esto es (en parte aparte de la dispersión de Rayleigh) responsable del horizonte rojizo (rosado) después de la puesta del sol.

Un resplandor crepuscular es un amplio arco de luz solar blanquecina o rosada en el cielo que se dispersa en partículas finas, como polvo, suspendidas en la atmósfera.

https://en.wikipedia.org/wiki/Afterglow

  1. El resplandor posterior es causado por la dispersión de Mie (y Rayleigh), que es, en parte (aparte de la dispersión de Rayleigh), el otro efecto dominante después de la puesta del sol. La dispersión de Mie es dominante cuando las partículas (de polvo) tienen un tamaño comparable a la longitud de onda de la luz (visible en su caso). La dispersión de Mie en este caso causa (en parte) el dominio rojizo (rosado) en el horizonte del atardecer.

La retrodispersión de esta luz la vuelve aún más rosada a rojiza.

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  1. Las partículas de polvo son (en relación con las moléculas de aire) pesadas y se pueden encontrar en la parte inferior de la atmósfera (más cerca de la superficie), por lo que este efecto crea una forma alargada (horizontalmente). Creo que esto es lo que estás preguntando.
El horizonte rojo ocurre incluso sin ningún aerosol, solo con moléculas. Es naranja en este caso, pero esta línea todavía está presente. Así que no creo que la pregunta sea sobre el resplandor.
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