Cuando cae el sol, al atardecer, el cielo azul se tiñe con pinceladas naranjas, rojas y amarillas. Lo presenciamos a menudo, sin embargo, nunca deja de maravillarnos. Aún así, muy pocos sabemos como se produce este fenómeno natural casi tan antiguo como la existencia de la propia Tierra. ¿Qué sucede cuando el cielo cambia de color? lo cierto es que la mayoría ni siquiera sabemos porque el cielo es azul, así que empezaremos por el principio:
¿Por qué el cielo es azul?
La luz del sol, de color blanco, es la suma de todos los colores del arco iris (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta). En el vacío, es decir, en el espacio, la luz viaja en línea recta sin alterarse, sin embargo, al penetrar en la atmósfera, encuentra a su paso granos de polvo, gotitas de agua y gases (oxígeno, nitrógeno y gases nobles). Es entonces cuando se altera la trayectoria y el color de la luz:
A cada uno de los colores de la luz del sol le corresponde una longitud de onda determinada. Cuando a lo largo de su recorrido topa con los gases, la luz blanca se separa en diferentes colores, que en función de su naturaleza toman diferentes caminos. Los colores rojo, naranja y amarillo (longitudes de onda larga) atraviesan los gases de la atmósfera sin alterarse, llegando hasta la superficie de la tierra. En cambio, azules y violetas (longitudes de onda cortas) son desviados en todas las direcciones. De este modo queda interrumpido su recorrido hacia la tierra. Cuando miramos hacia arriba, vemos esa luz azulada dispersada por la atmósfera, es decir, el cielo. Este proceso fue estudiado por el físico Lord John Rayleigh hacia 1870, por eso se lo conoce como dispersión Rayleigh.
Las nubes
Las gotas de agua no actúan del mismo modo que el oxígeno o el nitrógeno. Precisamente por eso las nubes, compuestas mayoritariamente por agua, no son azules. Las gotas de agua actúan como un prisma, es decir, descomponen la luz blanca en sus diferentes colores. También alteran su trayectoria, impidiendo que siga en línea recta hacia la tierra y dispersándola en todas las direcciones. Aunque existe una diferencia crucial: a diferencia de los gases las nubes esparcen todas las longitudes de onda por igual. Además todas las longitudes de onda consiguen atravesar las gotas de agua, volviendo luego a incidir sobre otras gotas de agua y así sucesivamente.
De este modo, la luz solar atraviesa las condensaciones de agua sin sufrir cambios en su blanco original… ¿El resultado? que ahí donde hay muchas gotas de agua agrupadas vemos una «mancha» blanca.Este tipo de efecto se llama dispersión no selectiva, puesto que todas las longitudes de onda se dispersan por igual.
Algo parecido sucede con la contaminación (polvo, aerosoles, humo, etc). Dichas partículas actúan igual que las moléculas de vapor de agua: desvían la trayectoria de la luz de forma no selectiva. Por eso un cielo contaminado se ve más blanquecino que uno limpio, que luce un azul intenso.
Los colores del cielo al atardecer
En las primeras y últimas horas del día el Sol se encuentra muy próximo al horizonte, por lo que la luz solar tendrá que atravesar una mayor distancia para llegar a nuestros ojos. De este modo la luz blanca atraviesa mucho más espesor de atmósfera y los rayos llegan a nuestros ojos muy empobrecidos en fotones azules, previamente dispersados. En cambio los rojos y amarillos (por tener una longitud de onda mayor) apenas son dispersadas por los gases atmosféricos, con lo que veremos en el cielo diferentes tonalidades de estos colores.
Así, los tonos azules sufren tal dispersión que no llegan a nuestros ojos mientras que el naranja, el rojo y el amarillo son capaces de atravesar más distancia atmosférica.
Las nubes y partículas sólidas de la atmósfera desvían el recorrido de la luz sin descomponerla en sus diferentes colores. Solo que ahora ya no es blanca puesto que el azul se ha dispersado previamente quedando el rojo, naranja y amarillo. Por eso, al atardecer, las nubes del horizonte se ven de dichos colores. Así que cuantas más partículas sólidas haya suspendidas en el aire más coloridos se verán los atardeceres.
Tras la erupción de un volcán, cuando el se inunda de cenizas y otras pequeñas partículas emitidas, los colores son todavía más espectaculares.
