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Amanecer

Amanecer visto sobre el Océano Atlántico a través de nubes cirros en la costa de Jersey en Spring Lake , Nueva Jersey , EE. UU.

El amanecer (o salida del sol ) es el momento en el que el borde superior del Sol aparece en el horizonte por la mañana . [1] El término también puede referirse a todo el proceso por el que el disco solar cruza el horizonte.

Terminología

Aunque el Sol parece "salir" desde el horizonte, en realidad es el movimiento de la Tierra lo que hace que aparezca el Sol. La ilusión de un Sol en movimiento resulta de que los observadores de la Tierra están en un marco de referencia giratorio ; este movimiento aparente hizo que muchas culturas tuvieran mitologías y religiones construidas en torno al modelo geocéntrico , que prevaleció hasta que el astrónomo Nicolás Copérnico formuló su modelo heliocéntrico en el siglo XVI. [2]

El arquitecto Buckminster Fuller propuso los términos "vista solar" y "clipse solar" para representar mejor el modelo heliocéntrico, aunque estos términos no han entrado en el lenguaje común. [3] [4]

Astronómicamente, el amanecer ocurre solo durante un instante, es decir, el momento en el que el extremo superior del Sol aparece tangente al horizonte. [1] Sin embargo, el término amanecer comúnmente se refiere a períodos de tiempo tanto anteriores como posteriores a este punto:

Medición

Angulo con respecto al horizonte

Este diagrama del Sol al amanecer (o al atardecer ) muestra los efectos de la refracción atmosférica .

La fase del amanecer conocida como falso amanecer ocurre en realidad antes de que el Sol alcance realmente el horizonte porque la atmósfera de la Tierra refracta la imagen del Sol. En el horizonte, la cantidad promedio de refracción es de 34 minutos de arco , aunque esta cantidad varía según las condiciones atmosféricas. [1]

Además, a diferencia de la mayoría de las demás mediciones solares, el amanecer se produce cuando el extremo superior del Sol , en lugar de su centro, parece cruzar el horizonte. El radio aparente del Sol en el horizonte es de 16 minutos de arco. [1]

Estos dos ángulos se combinan para definir que el amanecer ocurre cuando el centro del Sol está a 50 minutos de arco por debajo del horizonte, o 90,83° desde el cenit . [1]

Hora del día

Hora de salida del sol en 2008 en Libreville , Gabón . Cerca del ecuador, la variación de la hora de salida del sol está determinada principalmente por la variación de la ecuación del tiempo . Vea aquí el gráfico de salida del sol de una ubicación diferente.

El momento de la salida del sol varía a lo largo del año y también se ve afectado por la latitud y longitud del observador , la altitud y la zona horaria . Estos cambios están impulsados ​​por la inclinación axial de la Tierra, la rotación diaria de la Tierra, el movimiento del planeta en su órbita elíptica anual alrededor del Sol y las revoluciones emparejadas de la Tierra y la Luna una alrededor de la otra . El analema se puede utilizar para hacer predicciones aproximadas de la hora de la salida del sol.

A finales de invierno y en primavera, el amanecer visto desde latitudes templadas se produce cada día más temprano, alcanzando su hora más temprana cerca del solsticio de verano ; aunque la fecha exacta varía según la latitud. Después de este punto, la hora del amanecer se hace más tardía cada día, alcanzando su hora más tardía en torno al solsticio de invierno . La diferencia entre las fechas del solsticio y la hora más temprana o más tardía del amanecer se debe a la excentricidad de la órbita de la Tierra y la inclinación de su eje, y se describe mediante el analema, que se puede utilizar para predecir las fechas.

Las variaciones en la refracción atmosférica pueden alterar la hora de salida del sol al cambiar su posición aparente. Cerca de los polos, la variación horaria es exagerada, ya que el Sol cruza el horizonte en un ángulo muy bajo y, por lo tanto, sale más lentamente. [1]

Si se tiene en cuenta la refracción atmosférica y se mide desde el borde delantero, la duración media del día aumenta ligeramente en relación con la noche . Sin embargo, la ecuación de la salida del sol , que se utiliza para obtener la hora de salida y puesta del sol, utiliza el centro físico del Sol para el cálculo, ignorando la refracción atmosférica y el ángulo distinto de cero que forma el disco solar.

Ubicación en el horizonte

Vídeo time-lapse del crepúsculo y el amanecer en Gjøvik, Noruega, en febrero de 2021

Si se ignoran los efectos de la refracción y el tamaño no nulo del Sol, siempre que se produce el amanecer, en las regiones templadas siempre es en el cuadrante noreste desde el equinoccio de marzo hasta el equinoccio de septiembre y en el cuadrante sureste desde el equinoccio de septiembre hasta el equinoccio de marzo. [6] Los amaneceres se producen aproximadamente al este en los equinoccios de marzo y septiembre para todos los espectadores de la Tierra. [7] Los cálculos exactos de los acimutes del amanecer en otras fechas son complejos, pero se pueden estimar con una precisión razonable utilizando el analema .

La figura de la derecha se calcula utilizando la rutina de geometría solar de la referencia [8] de la siguiente manera:

  1. Para una latitud y una fecha determinadas, calcular la declinación del Sol utilizando la longitud y la hora del mediodía solar como entradas para la rutina;
  2. Calcular el ángulo horario de salida del sol utilizando la ecuación de salida del sol ;
  3. Calcular la hora de salida del sol, que es la hora del mediodía solar menos el ángulo horario de salida del sol en grados dividido por 15;
  4. Utilice la hora del amanecer como entrada a la rutina de geometría solar para obtener el ángulo azimutal solar al amanecer.

Simetría hemisférica

Una característica interesante de la figura de la derecha es la aparente simetría hemisférica en las regiones donde realmente ocurren el amanecer y el atardecer diariamente.

Esta simetría se hace evidente si la relación hemisférica de la ecuación de la salida del sol se aplica a los componentes x e y del vector solar presentado en la referencia [8] .

Apariencia

Bandera

Amanecer en Lisboa visto desde un avión. Obsérvese la refracción de los colores tanto por la atmósfera como por las nubes.

Las moléculas del aire y las partículas transportadas por el aire dispersan la luz blanca del sol a medida que pasa a través de la atmósfera terrestre. Esto se produce mediante una combinación de dispersión de Rayleigh y dispersión de Mie . [9]

A medida que un rayo de luz solar blanca viaja a través de la atmósfera hasta un observador, algunos de los colores se dispersan fuera del haz por las moléculas de aire y las partículas suspendidas en el aire , lo que cambia el color final del haz que ve el observador. Debido a que los componentes de longitud de onda más corta, como el azul y el verde, se dispersan con mayor fuerza, estos colores se eliminan preferentemente del haz. [9]

Al amanecer y al atardecer, cuando el camino a través de la atmósfera es más largo, los componentes azules y verdes se eliminan casi por completo, dejando los tonos naranja y rojo de longitud de onda más larga que se ven en esos momentos. La luz solar enrojecida restante puede luego ser dispersada por las gotitas de las nubes y otras partículas relativamente grandes para iluminar el horizonte de rojo y naranja. [10] La eliminación de las longitudes de onda más cortas de la luz se debe a la dispersión de Rayleigh por moléculas de aire y partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible (menos de 50 nm de diámetro). [11] [12] La dispersión por gotitas de nubes y otras partículas con diámetros comparables o mayores que las longitudes de onda de la luz solar (más de 600 nm) se debe a la dispersión de Mie y no depende en gran medida de la longitud de onda. La dispersión de Mie es responsable de la luz dispersada por las nubes, y también del halo diurno de luz blanca alrededor del Sol ( dispersión frontal de la luz blanca). [13] [14] [15]

Los colores del atardecer suelen ser más brillantes que los del amanecer, porque el aire de la tarde contiene más partículas que el de la mañana. [9] [10] [12] [15] Las cenizas de las erupciones volcánicas , atrapadas en la troposfera , tienden a atenuar los colores del atardecer y del amanecer, mientras que las eyecciones volcánicas que, en cambio, se elevan a la estratosfera (como nubes delgadas de diminutas gotas de ácido sulfúrico ), pueden producir hermosos colores posteriores al atardecer llamados resplandores posteriores al amanecer. Varias erupciones, incluidas las del monte Pinatubo en 1991 y Krakatoa en 1883 , han producido nubes de ácido sulfúrico estratosféricas lo suficientemente altas como para producir resplandores posteriores al atardecer (y resplandores anteriores al amanecer) notables en todo el mundo. Las nubes de gran altitud sirven para reflejar la luz solar fuertemente enrojecida que aún incide en la estratosfera después del atardecer, hasta la superficie.

Ilusiones ópticas y otros fenómenos

Se trata de un falso amanecer , un tipo de parhelio muy particular .

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdef "Definiciones de salida, puesta y crepúsculo". Observatorio Naval de los Estados Unidos . Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2019.
  2. ^ "La Tierra es el centro del universo: los 10 principales errores científicos". Science Channel . Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2012.
  3. ^ Griffith, Evan. "Celebrando la creación de palabras: la interpretación de Buckminster Fuller sobre el amanecer y el atardecer". Notas para creadores . Consultado el 4 de febrero de 2024 .
  4. ^ Skene, Gordon (22 de noviembre de 2020). "Buckminster Fuller tiene algunas palabras para ti - 1972 - Conferencia del Ford Hall Forum". Past Daily . Consultado el 4 de febrero de 2024 .
  5. ^ "Amanecer". Diccionario Merriam-Webster . 7 de febrero de 2024.
  6. ^ Masters, Karen (octubre de 2004). "¿Cómo cambia la posición de la salida y la puesta de la Luna? (Intermedio)". ¿ Tienes curiosidad sobre la astronomía? Pregúntale a un astrónomo . Departamento de Astronomía de la Universidad de Cornell. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2016. Consultado el 11 de agosto de 2016 .
  7. ^ "¿Dónde salen el Sol y las estrellas?". Stanford Solar Center . Consultado el 20 de marzo de 2012 .
  8. ^ ab Zhang, T., Stackhouse, PW, Macpherson, B. y Mikovitz, JC, 2021. Una fórmula de azimut solar que hace innecesario el tratamiento circunstancial sin comprometer el rigor matemático: configuración matemática, aplicación y extensión de una fórmula basada en el punto subsolar y la función atan2. Energía renovable , 172, 1333-1340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.03.047
  9. ^ abc K. Saha (2008). La atmósfera de la Tierra: su física y dinámica . Springer. pág. 107. ISBN 978-3-540-78426-5.
  10. ^ ab B. Guenther, ed. (2005). Enciclopedia de óptica moderna . Vol. 1. Elsevier . pág. 186.
  11. ^ "Blue Sky". Hyperphysics, Universidad Estatal de Georgia. Archivado desde el original el 27 de abril de 2012. Consultado el 7 de abril de 2012 .
  12. ^ de Craig Bohren (ed.), Artículos seleccionados sobre dispersión en la atmósfera , SPIE Optical Engineering Press, Bellingham, WA, 1989
  13. ^ Corfidi, Stephen F. (febrero de 2009). "Los colores del crepúsculo y el atardecer". Norman, OK: Centro de predicción de tormentas de la NOAA/NWS.
  14. ^ "Aerosoles atmosféricos: ¿qué son y por qué son tan importantes?". NASA. 1 de agosto de 1996. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2012.
  15. ^ ab E. Hecht (2002). Óptica (4.ª ed.). Addison Wesley. pág. 88. ISBN 0-321-18878-0.
  16. ^ "Puesta de sol roja, destello verde". Conceptos de HyperPhysics - Universidad Estatal de Georgia . Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2022.

Enlaces externos