¿Por qué hay una "hora azul" después de la "hora dorada"?

Hay una gran historia sobre por qué el cielo es azul durante el día y se vuelve dorado durante la puesta de sol:

La dispersión de Rayleigh afecta más a la luz azul. Durante el día, la luz azul del Sol se dispersa hacia nosotros desde todas las direcciones, provocando un cielo azul. Durante la puesta del sol, la longitud de la atmósfera por la que tiene que viajar la luz del Sol se vuelve tan larga que el azul se agota, dando al cielo un color dorado.

Sin embargo, parece que esta no puede ser la historia completa, porque los fotógrafos saben que después de la puesta del sol, hay una llamada hora azul en la que el color del cielo vuelve a ser un azul profundo. ¿Por qué el color cambiaría de azul a dorado y luego a azul nuevamente?

Wikipedia afirma con firmeza que las explicaciones de esto en términos de dispersión de Rayleigh son incorrectas y que la verdadera explicación es la absorción de la luz azul por el ozono . Pero no explica por qué eso crearía el efecto. Si la luz azul no se vuelve a emitir, esto equivale a tener menos luz azul, por lo que no puede explicar por qué la hora azul es más azul. Y si se vuelve a emitir la luz azul, entonces el efecto del ozono debería ser cualitativamente muy similar al efecto de la dispersión de Rayleigh, ya que es solo otra ruta de dispersión que favorece la luz azul, llevándonos de vuelta al rompecabezas original.

¿Cuál es la explicación correcta para la hora azul?

Respuestas (3)

Wikipedia afirma con firmeza que las explicaciones de esto en términos de dispersión de Rayleigh son incorrectas y que la verdadera explicación es la absorción de la luz azul por el ozono.

El ozono no absorbe (mucha) la luz azul: al contrario, absorbe mucho más la luz roja , por lo que el cielo parece azul. Vea en particular mi respuesta a la pregunta en Química.SE: ¿ Qué color exacto tiene el gas ozono? . Aquí hay una sección transversal espectral de la absorción de ozono en el rango visible (+NIR), la banda de Chappuis:

Espectro de banda de Chappuis

Al comentario:

¿Podría explicar por qué el efecto del ozono es más importante después de la puesta del sol? ¿Por qué esto no cambia la historia durante la puesta del sol o durante el día?

Durante el día, la luz del sol atraviesa distancias mucho más pequeñas a través de la atmósfera, por lo que se absorbe menos. Por la misma razón, se enrojece menos por la dispersión de Rayleigh, dejando más luz azul para hacer que el cielo sea azul. Por lo tanto, el ozono tiene un efecto mucho menor en el cielo diurno.

Durante la puesta del sol, gran parte de la luz solar pasa a través de la troposfera, volviéndose más roja, mientras se dispersa hacia el observador más que desde la estratosfera donde se encuentra la mayor parte de la capa de ozono (debido a una mayor concentración de moléculas de aire). Por lo tanto, el efecto de absorción del ozono también es menos pronunciado.

Y en el crepúsculo la sombra de la Tierra impide que la luz pase a través de la troposfera, haciendo que la única luz visible se disperse desde la estratosfera y arriba, y esta luz llega en gran parte a través de la capa de ozono, atravesándola a través de la dimensión larga.

De hecho, probé esta explicación del ozono de la hora azul, utilizando el código de dispersión atmosférica precomputada para representar dos versiones de la misma escena: una para la atmósfera con una capa de ozono y otra sin ozono. Aquí están las representaciones del Cinturón de Venus (ignore la esfera blanca en el centro, es solo una parte irrelevante de la escena de demostración):

Con capa de ozono (la atmósfera normal de la Tierra):

Sin ozono:

@knzhou He experimentado personalmente un "momento verde" en el norte de la región cercana al día polar. Este no es un fenómeno conocido y descrito, pero lo estaba observando por mí mismo debido al interés de estos temas. Por supuesto, todo esto debe medirse correctamente, etc., pero considero que esto habla de la idea de que la dispersión es la principal explicación de este fenómeno.
Durante el día, la luz del sol atraviesa distancias mucho más pequeñas a través de la atmósfera, por lo que se absorbe menos. Por la misma razón, se enrojece menos por la dispersión de Rayleigh, dejando más luz azul para hacer que el cielo sea azul. – Creo que esto no está redactado o explicado bien. Si la luz no fuera ni azulada ni enrojecida, el cielo diurno sería blanco/amarillo, no azul. Supongo que lo tienes casi en lo cierto, pero este párrafo podría mejorarse.
@ user1079505 este párrafo describe la extinción. La luz que pasa es de hecho más blanca. Pero esto es lo que observarías si miraras al Sol. Lo que define el color del cielo difuso es, además de la extinción, la dispersión real de esta luz extinguida en el observador, y aquí es donde Rayleigh λ − 4 factor entra en juego para hacer que el azul claro.

Las bandas de absorción de Chappuis ocurren en longitudes de onda entre 400 y 650 nm. Dentro de este rango hay dos máximos de absorción de altura similar en longitudes de onda de 575 y 603 nm.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como se ve aquí en las longitudes de onda ópticas, la mayor parte de la luz visible a la izquierda de 500nm es absorbida, debido a las grandes líneas de absorción que dejan dominante el sector azul.

En la antigüedad en el Medio Oriente, la gente tenía una duración variable de los días, y contaban las 12 horas desde el momento entre las líneas que separan el dorado/rosa en el cielo por la mañana y por la tarde (principalmente clima desértico). Creo que la religión musulmana todavía hace eso. En realidad es la sombra de la tierra sobre la atmósfera donde la luz difusa sobrevive por un tiempo, por eso puede ser una línea, si el tiempo es claro.

La razón es la misma que en el arcoíris; diferentes colores (longitudes de onda) se dobla de manera diferente (perdón por mi lenguaje).

Esta hora azul es la luz del sol que llega por debajo del horizonte. La razón por la que otras luces no lo hacen está en su longitud de onda. La luz azul es la que más puede doblarse y, por lo tanto, aún puede llegar a la superficie de la Tierra una hora después de la puesta del sol, mientras que el verde, el amarillo y el rojo ya están sobre nuestras cabezas.

Esta imagen de Wikipedia en alemán sobre el tema "Grüner Blitz" explica bastante bien el problema. Entonces, en realidad, incluso hay un destello verde entre la "hora dorada" (Rojo-naranja-Amarillo) y la hora azul.

bombardeo Grüner

La refracción atmosférica es bastante insignificante cuando se habla de los colores del cielo. Más aún la dispersión del índice de refracción.
@Ruslan Bueno, sí, es por eso que estos fenómenos duran poco tiempo. Es decir. el destello verde del sol es solo segundos. Sin embargo, cuando llegas a latitudes altas, estos tiempos se alargan. Soy de Finlandia y allí este "momento azul" es tan notablemente largo y se usa incluso en marcas de productos y en sus comerciales de televisión (todavía no es una hora, es solo un momento) youtube.com/watch?v=dUsdpMyr2_k
La hora azul dura desde decenas de minutos hasta varias horas, según la latitud. En ninguna parte dura varios segundos. Además, las simulaciones numéricas que descuidan la refracción atmosférica reproducen con éxito este fenómeno, lo que demuestra una vez más que la refracción no juega ningún papel importante aquí.
@Ruslan ¿Múltiples horas? No contengo la respiración mientras espero tu enlace para eso. Aquí está el wiki en.wikipedia.org/wiki/Blue_hour y aquí algunos más earthsky.org/earth/what-is-the-blue-hour He terminado contigo. Adiós.
Solo mira esto: noche polar . En el extremo, dura todo el día. Al comienzo del invierno, hasta que llega el solsticio de invierno, todo lo que tienes es un crepúsculo de profundidad variable (que, por supuesto, también dura todo el día).
@Ruslan Oh, pero eso dura medio año completo si quieres. Como observé, en realidad no estamos hablando de los mismos temas aquí, lo que hace que la conversación no tenga sentido. Sí, el cielo es azul también en la noche. Ese no es el momento azul. Incluso he vivido al norte del círculo polar como si tuviera una casa de vacaciones allí. ¿Has observado personalmente la noche polar? ¿Día polar? ¿Auroras boreales? ¿Momento azul? En mi opinión, es casi inexistente en Europa Central.
Medio año completo es todo el rango desde el anochecer hasta el amanecer. La hora azul es solo varios días o semanas de este período. No he observado la noche polar real, pero, viviendo en San Petersburgo (Rusia), que está a 60°N, estoy bastante familiarizado con un crepúsculo que se transforma en otro en el verano. Este es otro ejemplo de horas azules muy largas.
¿Por qué hay una "hora azul" después de la "hora dorada"?
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