¿Por qué las puestas de sol no son rojas cuando se ven desde una órbita terrestre baja?

Question

¿Por qué las puestas de sol no son rojas cuando se ven desde una órbita terrestre baja?

sol
Física
dispersión
luz visible
ciencia-atmosferica

Taylor Swift

Entonces, "¿Por qué las puestas de sol son rojas?" parece ser una pregunta bastante común y tiene que ver con la dispersión de Rayleigh en la atmósfera. Estoy siguiendo algunos tutoriales de desarrollo de juegos ( implementación de ejemplo ) sobre cómo modelar y simular este efecto en gráficos de computadora con las ecuaciones de dispersión relevantes.

Cada modelo tiene un fuerte tinte rojo cerca del terminador, especialmente cuando se ve desde el lado nocturno de la tierra, mirando hacia el sol, muy parecido a cómo se ven las puestas de sol desde el suelo.

Sin embargo, cuando miro varias imágenes de la NASA desde la ISS, ¡el color rojo apenas es visible!

Esta es la única imagen que pude encontrar que contiene incluso un rastro de coloración roja.

Todas las implementaciones de dispersión atmosférica que he visto usan las integrales de línea del artículo de nvidia vinculado anteriormente. ¿Qué les falta?

ana v

En mi región, una puesta de sol "rosada" fuerte no es tan probable, ya que está mayormente seco (Grecia). Las imágenes tercera y cuarta de arriba representarían el "rosado" que obtenemos tal vez el 5% del tiempo. ¿Quizás los modelos usan una humedad promedio que dará mucho rojo? mientras que la humedad es variable y transitoria?

Respuestas (3)

¿Por qué las puestas de sol no son rojas cuando se ven desde una órbita terrestre baja?

En mi región, una puesta de sol "rosada" fuerte no es tan probable, ya que está mayormente seco (Grecia). Las imágenes tercera y cuarta de arriba representarían el "rosado" que obtenemos tal vez el 5% del tiempo. ¿Quizás los modelos usan una humedad promedio que dará mucho rojo? mientras que la humedad es variable y transitoria?

jkien · Answer 1

En la ISS, la fase roja de la puesta del sol, es decir, el descenso del Sol a través de la troposfera, dura solo unos segundos. Por el contrario, la media luna azul de la atmósfera superior es visible durante varios minutos. Por lo tanto, falta la fase roja en muchas fotos de puestas de sol de la ISS.

Amanecer en la ISS. Fuente: NASA/Scott Kelly

foto y video similares

Si observa la implementación de ejemplo proporcionada en el OP, verá que cuando el Sol simulado está detrás de la Tierra, el anillo rojo siempre está presente. Entonces, en el modelo utilizado, esta fase dura no unos pocos segundos, toda la noche. Por lo tanto, esta respuesta parece incorrecta: no es el mal momento lo que hace que el modelo se aparte de la realidad, debe ser otra cosa.

Ruslán · Answer 2

Hay información interesante en un artículo más reciente sobre este tema: E. Bruneton y F. Neyret, Dispersión atmosférica precomputada . Este artículo, entre otras cosas, cita el artículo de O'Neil y analiza algunas de sus deficiencias (y las de otros artículos).

Además, aunque este nuevo artículo es una mejora en comparación con el artículo de O'Neil, todavía tiene sus limitaciones, que los autores señalaron:

Limitaciones Una limitación de nuestro método es que las propiedades del aerosol se suponen constantes, dependiendo únicamente de la altitud, mientras que de hecho pueden cambiar mucho dependiendo de las condiciones atmosféricas [Slo02]. Dado que nuestros cálculos previos son muy rápidos, podemos cambiar estas propiedades rápidamente, pero permanecen uniformes.

Esta podría ser una de las razones, es decir, que toman aerosoles para tener una distribución de altitud particular en todas partes, aunque puede variar mucho. Si se exagera la densidad del aerosol, obtendrá un componente rojizo demasiado alto.

Una de las cosas buenas de este documento es que su demostración está disponible en GitHub , por lo que puede descargarlo y jugar con los parámetros (incluidos los códigos fuente). La demostración en línea ahora también está disponible.

Lawrence B Crowell · Answer 3

La puesta de sol roja se debe a la dispersión de Mie. Gustav Mie, un físico no tan conocido que tuvo ideas tempranas similares a la teoría de calibre, trabajó en la dispersión de la luz por partículas del tamaño de una micra. La física es bastante complicada para la EM clásica. El resultado es que la intensidad de la radiación dispersada de longitud de onda $\lambda$ por partículas esféricas de radio $r$ una distancia $d$ del observador es

yo = \frac{{yo}_{0}}{2 d^{2}} \frac{d^{6}}{λ^{4} r^{6}} (1 + C o s^{2} θ) .

$I~=~\frac{I_0}{2d^2}\frac{d^6}{\lambda^4 r^6}(1~+~cos^2\theta).$ Esto tiene una consecuencia curiosa, en que para

θ

$\theta$ pequeño, la dispersión es grande, pero también ocurre el caso de

θ

$\theta$ cerca

π

$\pi$ o

180^{o}

$180^o$ . La próxima vez que vea una gran puesta de sol, mire hacia el este y es posible que allí también haya un cielo rojo. Esta es la retrodispersión de Mie.

No veo cómo esto responde a la pregunta. La pregunta era "qué falta en los modelos utilizados" (es decir, por qué sus resultados no coinciden con las observaciones), no de dónde proviene el color rojo en general.

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