Óptica atmosférica

Otros fenómenos ópticos asociados con la temperatura atmosférica incluyen al efecto Nueva Zembla y las Fata Morganas.Tras revisar todas las diferentes explicaciones en su libro The Mystery of the Moon Illusion ("El misterio de la ilusión lunar"), Ross y Plug concluyeron que "Ninguna teoría por sí sola ha resultado victoriosa".Por lo tanto, unas pocas partículas dispersan los rayos del sol cenital, y por consiguiente la luz se mantiene de un azul más oscuro.Su presencia repercute negativamente en la calidad del aire durante el verano, ya que le añade material particulado en suspensión.Las diminutas partículas de agua están agrupadas densamente, por lo que la luz del sol no puede penetrar profundamente en la nube antes de que sea reflejada hacia fuera, dándole su color blanco característico, sobre todo cuando se observa desde la parte superior.En este proceso acumulativo, el espacio entre las gotas se va haciendo cada vez mayor, permitiendo que la luz penetre más a través de la nube.[14]​ Las nubes rojas, naranjas y rosadas ocurren casi siempre durante el alba y el atardecer como resultado de la dispersión de la luz del sol en la atmósfera, pues en tales momentos del día el ángulo entre el sol y el horizonte es menor al 10%, con lo que la luz del sol se torna muy roja debido a la refracción de todos los colores distinto a aquellos más rojizos.El efecto es muy parecido a si uno tuviera que enfocar una luz roja sobre una hoja blanca.Las nubes se ven más oscuras cerca del infrarrojo, pues el agua absorbe la radiación solar en esas longitudes de onda.[15]​ Suelen ocurrir cuando ciertos objetos, como cumbres de montañas o nubes parcialmente ensombrecen los rayos del sol.Los rayos crepusculares también pueden ser observados ocasionalmente debajo del agua, particularmente en áreas árticas, apareciendo desde las banquisas o grietas en el hielo.También pueden ser vistas en los días cuando los rayos de sol golpean las nubes en un ángulo perfecto que brillan sobre la zona.Hay tres formas principales de rayos crepusculares: Se ven comúnmente cerca del amanecer y el atardecer, cuando las nubes altas como los cumulonimbus y las montañas pueden ser más efectivas para crear estos rayos.Sin embargo, el elemento más importante por su concentración que genera el fenómeno del airglow es el nitrógeno, tanto cuando combina con el hidrógeno como cuando se combina con el oxígeno; también se puede encontrar luminiscencia con iones de oxígeno (OI) y de sodio (NaI).[16]​[17]​ Un halo es un fenómeno óptico provocado por cristales de hielo que crean arcos y puntos blancos o irisados en el cielo.Su ángulo de desviación aumenta y los parhelios se mueven más lejos del sol.Los colores de los parhelios finalmente se funden en la parte blanca del círculo parhélico (si este es visible).En teoría, es posible predecir cuáles serían las formas de los parhelios vistos en otros planetas y lunas.[27]​ La distancia angular es mucho menor que un arcoíris, oscilando entre 5° y 20°, dependiendo del tamaño de las gotas.Los arcos iris son más comunes en las tardes de tormenta durante el verano,[32]​ y pueden ser causados por múltiples formas de agua presentes en el aire, tales como lluvia, llovizna, niebla, neblina y rocío.Los arcos iris dobles son producidos por dos reflexiones internas con un tamaño angular de 50,5° a 54° con el color violeta en el exterior.Para los colores visibles por el ojo humano, los más comúnmente citados son siete: rojo, naranjo, amarillo, verde, azul, índigo y violeta.Un espejismo es un fenómeno óptico que ocurre naturalmente cuando los rayos lumínicos se tuercen para producir imágenes desplazadas de objetos distantes, o en el cielo.En contraste a una alucinación, un espejismo es un fenómeno real que puede ser capturado por una cámara fotográfica o registrado en video, puesto que los rayos de luz se refractan para formar la falsa imagen en la ubicación donde se encuentra el observador.Lo que la imagen pareciese representar, sin embargo, está determinado por las facultades interpretativas de la mente humana.Una Fata Morgana es una inusual y muy compleja forma de espejismo superior, que es visible en una delgada banda justo sobre el horizonte.[34]​ En tiempo calmo, una capa de aire mucho más caliente puede descansar sobre el aire denso más frío, formando un ducto atmosférico que actúa como un lente refractor, produciendo una serie de imágenes invertidas y rectas.[36]​[37]​ El efecto Nueva Zembla es un espejismo polar causado por la alta refracción de luz solar entre termoclinas atmosféricas.El efecto tiene su nombre en honor a Nueva Zembla, el archipiélago donde de Veer observó por primera vez el fenómeno.Por esta razón, navegantes, astrónomos y topógrafos observan posiciones cuando estos efectos son mínimos.