La física del cel

S'han preguntat per què veiem el cel blau al migdia però més rogenc al capvespre o a l'alba? O per què augurem vent de ponent quan veiem un cel encés, quan el sol es pon?

El cel ens sembla blau gràcies a la manera en què els gasos que conformen l'atmosfera interactuen amb els rajos del sol. La llum del sol, en principi blanca, està composta pels diferents colors de l'arc de Sant Martí, que viatgen a través de l'atmosfera, on han d'enfrontar-se amb les molècules dels gasos i les partícules que hi ha suspeses.

Cadascun d'aquests colors és únic i compta amb una longitud d'ona i una intensitat diferent. Podríem pensar que aquesta longitud d'ona seria com les cames d'una persona; com més curtes siguen, més probabilitat d'entropessar amb objectes del sol. Així, els colors freds tenen una longitud d'ona més xicoteta però són més intensos, mentre que els càlids no entropessen tant, ja que la seua longitud d'ona, les seues cames, són majors.

En la major o menor dominància d'un color al nostre cel entra en joc el que acabem d'explicar, i que s'anomena dispersió de Rayleigh, la qual es refereix a la dispersió selectiva de la llum per partícules amb una grandària menor que una dècima de la longitud d'ona de la llum.

Com hem comentat, la dispersió de Rayleigh depén, majoritàriament, de la longitud d'ona de la llum; sent la llum amb una longitud d'ona menor la que més dispersa, la que més entropessa amb les partícules que troba al seu camí i, per tant, la que més es llança en totes les direccions possibles. En l'atmosfera baixa, les xicotetes molècules d'oxigen i nitrogen són les encarregades de fer-ho, i dispersen la llum blava i violeta en un grau molt més elevat que la llum d'ona llarga, com la roja i la groga. De fet, la dispersió de la llum violeta (de 400 nanòmetres) és 9,4 vegades major que la dispersió de la llum roja (de 700 nanòmetres).

Explicat açò, entra en joc un segon component: la fracció d'atmosfera que la llum ha de travessar fins que ens arriba. Al migdia, amb el sol dirigit directament cap als nostres ulls, una vegada descomposta la llum solar en els seus colors, els blavencs, més intensos, guanyen la carrera de la dispersió, es llancen en totes direccions i fan que vegem el cel com ho fem. Durant l'alba o al capvespre, la llum del sol ha de viatjar a través d'una fracció major d'atmosfera per a aconseguir arribar als ulls, per la qual cosa les llums blava i violeta han patit tanta dispersió que, finalment, les que ens arriben són les roges i les grogues.

De fet, i com a curiositat, quan tenim vent de ponent, solem tindre major densitat de partícules en suspensió, la qual cosa afavoreix que en les postes de sol es dispersen més els colors càlids que poden arribar i que les vegem més rogenques encara.