Amanecer

Sunrise on the Jersey Shore at Spring Lake, New Jersey, U.S.

Sunrise (o sunup) es el momento en que el borde superior del Sol aparece en el horizonte por la mañana. El término también puede referirse a todo el proceso del disco solar que cruza el horizonte y los efectos atmosféricos que lo acompañan.

Terminología

Aunque el Sol parece "salir" desde el horizonte, es en realidad 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 se encuentren 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 Nicolaus Copernicus formuló su modelo heliocéntrico en el siglo XVI.

El arquitecto Buckminster Fuller propuso los términos "sunsight" y "sunclipse" para representar mejor el modelo heliocéntrico, aunque los términos no han entrado en el lenguaje común.

Astronómicamente, la salida del sol ocurre solo por un instante: el momento en el que el borde superior del Sol aparece tangente al horizonte. Sin embargo, el término amanecer comúnmente se refiere a períodos de tiempo tanto antes como después de este punto:

• Crepúsculo, el período de la mañana durante el cual el cielo se ilumina, pero el Sol todavía no es visible. El comienzo del crepúsculo de la mañana se llama astronómico amanecer.
• El período después de que el Sol se levante durante el cual se observan colores llamativos y efectos atmosféricos.

Medición

Ángulo con respecto al horizonte

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

La etapa del amanecer conocida como falso amanecer en realidad ocurre antes de que el Sol realmente alcance 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.

Además, a diferencia de la mayoría de las otras mediciones solares, el amanecer ocurre cuando la parte 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.

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

Hora del día

Hora de amanecer en 2008 para Libreville, Gabón. Cerca del Ecuador, la variación del tiempo del amanecer se rige 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 la longitud del espectador, la altitud y la zona horaria. Estos cambios son 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 alrededor de la otra. El analema se puede utilizar para hacer predicciones aproximadas de la hora de la salida del sol.

A fines del invierno y la primavera, el amanecer visto desde latitudes templadas ocurre más temprano cada día, alcanzando su hora más temprana cerca del solsticio de verano; aunque la fecha exacta varía según la latitud. Después de este punto, la hora de la salida del sol se atrasa cada día, alcanzando su punto máximo en algún momento alrededor del solsticio de invierno. El desfase entre las fechas del solsticio y la salida del sol más temprana o más tardía es causado por la excentricidad de la órbita de la Tierra y la inclinación de su eje, y se describe mediante el analema, que puede usarse para predecir las fechas.

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

Teniendo en cuenta la refracción atmosférica y midiendo desde el borde de ataque aumenta ligeramente la duración media del día en relación con la noche. La ecuación de la salida del sol, sin embargo, que se utiliza para derivar la hora de la salida y la puesta del sol, utiliza el centro físico del Sol para el cálculo, despreciando la refracción atmosférica y el ángulo distinto de cero subtendido por el disco solar.

Ubicación en el horizonte

Sin tener en cuenta los efectos de la refracción y el tamaño distinto de cero del Sol, cada vez que sale el sol, en las regiones templadas siempre está en el cuadrante noreste desde el equinoccio de marzo hasta el equinoccio de septiembre y en el cuadrante sureste desde el equinoccio de septiembre. equinoccio al equinoccio de marzo. Los amaneceres ocurren aproximadamente hacia el este en los equinoccios de marzo y septiembre para todos los espectadores en la Tierra. Los cálculos exactos de los acimutes de la salida del sol en otras fechas son complejos, pero se pueden estimar con una precisión razonable utilizando el analema.

La figura de la derecha se calcula usando la rutina de geometría solar en la Ref. como sigue:

1. Para una latitud dada y una fecha determinada, calcula la declinación del Sol utilizando 0∘ ∘ {displaystyle 0^{circ } longitud y hora del mediodía solar como entradas a la rutina;
2. Calcular el ángulo de la hora del amanecer usando la ecuación del amanecer;
3. Calcular el tiempo de salida del sol, que es el tiempo de mediodía solar menos el ángulo de la hora del amanecer en grado dividido por 15;
4. Utilice el tiempo de salida del sol como entrada a la rutina de geometría solar para obtener el ángulo de azimut solar al amanecer.

Simetría hemisférica

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

Esta simetría se vuelve clara si la relación hemisférica en la ecuación del amanecer se aplica a los componentes x e y del vector solar presentado en la Ref.

Apariencia

Colores

Salida del sol en Lisboa vista desde un avión. Nota refracción de colores tanto por la atmósfera como por las nubes.

Las moléculas de aire y las partículas suspendidas en el aire dispersan la luz solar blanca a medida que atraviesa la atmósfera terrestre. Esto se hace mediante una combinación de dispersión de Rayleigh y dispersión de Mie.

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

Al amanecer y al atardecer, cuando el camino a través de la atmósfera es más largo, los componentes azul y verde se eliminan casi por completo, dejando los tonos naranja y rojo de mayor longitud de onda que se ven en esos momentos. La luz solar enrojecida restante puede ser dispersada por gotas de nubes y otras partículas relativamente grandes para iluminar el horizonte de color rojo y naranja. La eliminación de las longitudes de onda de luz más cortas se debe a la dispersión de Rayleigh por las moléculas y partículas de aire mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible (menos de 50 nm de diámetro). La dispersión por las gotas de las 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 luz blanca).

Los colores del atardecer suelen ser más brillantes que los colores del amanecer, porque el aire de la tarde contiene más partículas que el aire de la mañana. La ceniza de las erupciones volcánicas, atrapada dentro de la troposfera, tiende a silenciar los colores del atardecer y el amanecer, mientras que la eyección volcánica que, en cambio, se eleva hacia la estratosfera (como nubes delgadas de pequeñas gotas de ácido sulfúrico), puede producir hermosos colores posteriores al atardecer llamados resplandores posteriores y pre. -el amanecer brilla. Varias erupciones, incluidas las del Monte Pinatubo en 1991 y Krakatoa en 1883, han producido nubes de ácido sulfúrico estratosférico lo suficientemente altas como para producir notables resplandores crepusculares (y resplandores previos al amanecer) en todo el mundo. Las nubes de gran altitud sirven para reflejar la luz del sol fuertemente enrojecida que aún golpea la estratosfera después de la puesta del sol, hasta la superficie.

Ilusiones ópticas y otros fenómenos

Esto es un falso amanecer, un tipo muy particular de perhesión

• La refracción atmosférica hace que el Sol sea visto mientras todavía está debajo del horizonte.
• La luz del borde inferior del disco del Sol se refracta más que la luz del borde superior. Esto reduce la aparente altura del Sol cuando aparece justo encima del horizonte. El ancho no está afectado, por lo que el Sol aparece más ancho de lo que es alto.
• El Sol aparece más grande al amanecer que lo hace mientras más alto en el cielo, de una manera similar a la ilusión de la Luna.
• El Sol parece elevarse por encima del horizonte y rodear la Tierra, pero en realidad es la Tierra la que gira, con el Sol restante fijo. Este efecto resulta del hecho de que un observador en la Tierra está en un marco de referencia giratorio.
• Ocasionalmente a falso amanecer ocurre, demostrando un tipo muy particular de perhesión perteneciente al fenómeno óptico familia de halos.
• A veces justo antes del amanecer o después del atardecer, se puede ver un flash verde. Este es un fenómeno óptico en el que un punto verde es visible por encima del Sol, generalmente por no más de un segundo o dos.