Refracción atmosférica: 5 formas sorprendentes de cambiar lo que vemos
La refracción atmosférica es la desviación de la luz al atravesar la atmósfera terrestre, que puede cambiar el aspecto de los astros cerca del horizonte. Por ejemplo, puede hacer que la Luna parezca aplastada o permitirnos ver el Sol cuando su posición geométrica ya está por debajo del horizonte.
¿Quieres comprobarlo? Usa el calendario de Sky Tonight para saber cuándo y por dónde saldrán o se pondrán el Sol o la Luna desde tu ubicación, y busca estos efectos cerca del horizonte. Veamos qué causa la refracción atmosférica y cinco maneras sorprendentes en que cambia el cielo que vemos: desde atardeceres aplanados hasta el esquivo rayo verde.
Contenido
- 1. El Sol aplanado
- 2. Amaneceres más tempranos y atardeceres más tardíos
- 3. La Luna aplanada
- 4. Estrellas desplazadas
- 5. El rayo verde
- ¿Cómo funciona la refracción atmosférica?
Refracción atmosférica: preguntas frecuentes
- ¿La refracción atmosférica hace que las estrellas titilen?
- ¿La refracción atmosférica hace que el Sol parezca más grande?
- ¿Puede la refracción atmosférica hacer visible un objeto bajo el horizonte?
- ¿La refracción atmosférica es más intensa en invierno?
- ¿Por qué el Sol no siempre sale o se pone a la hora prevista?
- ¿La refracción atmosférica cambia el color del Sol o la Luna?
- ¿Por qué no desaparece la Luna durante un eclipse lunar total?
- ¿Hay refracción atmosférica en el espacio?
- ¿La refracción atmosférica apoya la teoría de la Tierra plana?
- Refracción atmosférica: ideas clave
1. El Sol aplanado
Una de las formas más sencillas de reconocer la refracción atmosférica es mirar fotografías del Sol poniéndose. En lugar de un círculo perfecto, puede parecer un óvalo aplanado. Ocurre porque la luz del borde inferior del Sol se refracta más que la del superior.
Cuando el Sol se acerca al horizonte, la luz de su borde inferior atraviesa capas más densas de la atmósfera siguiendo una trayectoria que produce mayor refracción. Por eso, el borde inferior se desplaza hacia arriba más que el superior. Como resultado, el diámetro vertical aparente del Sol disminuye, mientras que el horizontal permanece casi igual.
El efecto puede ser especialmente llamativo cuando las capas de aire cercanas al horizonte tienen temperaturas muy diferentes. Estos contrastes desvían la luz solar de forma desigual y hacen que el disco parezca estirado, dividido en segmentos o incluso duplicado.
Un ejemplo particularmente interesante es el Sol omega, cuando el Sol poniente se parece a la letra griega Ω. Sucede cuando la refracción atmosférica crea una imagen invertida del Sol debajo del disco real y ambas parecen unirse cerca del horizonte.
Compruébalo: Compara una fotografía del Sol cerca del horizonte con otra tomada cuando está más alto. La diferencia de forma puede ser sorprendentemente clara. Al fotografiar u observar el Sol, utiliza siempre filtros solares adecuados y métodos seguros de observación.
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2. Amaneceres más tempranos y atardeceres más tardíos
Un dato sorprendente: cuando ves aparecer el primer borde del Sol al amanecer, todo el disco aún puede estar geométricamente bajo el horizonte. La refracción atmosférica desvía la luz y hace que el Sol parezca más alto de lo que está. Lo mismo ocurre al atardecer: el Sol puede seguir siendo visible después de que su posición geométrica haya descendido bajo el horizonte.
En casos poco frecuentes, este efecto resulta espectacular. Un ejemplo es el efecto Nueva Zembla, descrito por exploradores del Ártico en 1597. Una fuerte inversión térmica, con aire más cálido sobre aire frío junto a la superficie, puede curvar la luz solar siguiendo la curvatura terrestre. Así, el Sol puede verse antes de que termine normalmente la noche polar. También puede parecer extrañamente alargado o dividido en franjas horizontales.
Compruébalo: Coloca una moneda en el fondo de una taza vacía y opaca. Baja los ojos hasta que el borde de la taza oculte completamente la moneda. Sin mover la cabeza, vierte agua lentamente. ¡La moneda irá apareciendo! Su luz se desvía al pasar del agua al aire y llega a tus ojos aunque el borde siga bloqueando la visión directa. De manera parecida, la atmósfera curva la luz solar y permite ver el Sol cuando ya está bajo el horizonte.
¿Cuánto alarga el día la refracción atmosférica?
La refracción atmosférica hace que el Sol parezca salir unos minutos antes y ponerse unos minutos después de lo que ocurriría si la Tierra no tuviera atmósfera. La diferencia exacta depende de la latitud, la estación y las condiciones atmosféricas.
Hay otro detalle importante: la salida y la puesta del Sol se definen por el momento en que su borde superior aparece o desaparece en el horizonte, no por su centro.
Los cálculos astronómicos suelen tener en cuenta dos efectos:
- Refracción atmosférica: Unos 34′ cerca del horizonte.
- Radio aparente del Sol: Unos 16′.
En conjunto, explican por qué la salida y la puesta suelen calcularse para el momento en que el centro geométrico del Sol está aproximadamente 50′ (0,83°) por debajo del horizonte.
Esto también explica una particularidad de los equinoccios. Aunque suelen describirse como días con 12 horas de luz y 12 de oscuridad, en la mayoría de los lugares el día dura en realidad algo más de 12 horas. La refracción mantiene el Sol visible más tiempo, y usar su borde superior para definir la salida y la puesta añade todavía más tiempo de luz.
3. La Luna aplanada
La Luna también es un excelente objeto para observar la refracción atmosférica. Cuando la Luna llena sale o se pone, a veces parece claramente aplanada, sobre todo en su borde inferior.
La explicación es la misma que para el Sol: la parte inferior de la Luna se desplaza hacia arriba más que la superior. Las condiciones atmosféricas también pueden hacer que el borde lunar parezca ondulado, irregular o muy deformado.
Compruébalo: Busca un lugar con el horizonte despejado y observa la Luna llena al salir o ponerse. Fíjate en si tiene una forma ligeramente aplanada o bordes irregulares. A medida que gane altura, su disco debería verse más redondo y menos deformado.
¿La refracción atmosférica hace que la Luna parezca más grande?
¡No! Es uno de los errores más comunes sobre la refracción atmosférica.
La Luna suele parecer enorme cerca del horizonte, especialmente sobre edificios, árboles o montañas. Sin embargo, este fenómeno, llamado ilusión lunar, está relacionado principalmente con la forma en que nuestro cerebro interpreta la información visual.
La refracción atmosférica habitual no agranda la Luna. Solo comprime ligeramente su diámetro vertical cerca del horizonte. Por eso, la próxima vez que la Luna te parezca gigantesca, recuerda: su aparente gran tamaño es sobre todo una ilusión, pero su forma aplanada es un efecto atmosférico real.
Compruébalo: Fotografía la Luna llena poco después de su salida y vuelve a hacerlo esa misma noche, cuando esté más alta. Usa la misma cámara y distancia focal y compara los diámetros horizontal y vertical sin cambiar el tamaño de ninguna imagen. En condiciones normales, la anchura apenas cambia, mientras que la altura es menor cerca del horizonte. El achatamiento muestra la refracción; la anchura casi constante demuestra que la conocida impresión de una Luna gigante en el horizonte es una ilusión.
4. Estrellas desplazadas
Debido a la refracción atmosférica, las estrellas parecen estar un poco más altas que sus posiciones geométricas. El efecto es mayor cerca del horizonte, donde una estrella puede seguir viéndose incluso cuando geométricamente ya está por debajo.
El desplazamiento suele ser demasiado pequeño para cambiar mucho las formas familiares de las constelaciones, pero es importante para las mediciones astronómicas precisas.
La refracción atmosférica también puede modificar ligeramente la separación angular aparente entre astros durante las conjunciones, sobre todo si están a distintas alturas. También influye en las observaciones precisas de ocultaciones.
5. El rayo verde
Uno de los efectos más fascinantes relacionados con la refracción atmosférica es el rayo verde: una breve aparición de luz verde en el borde superior del Sol, visible a veces al amanecer o al atardecer.
El rayo verde no suele parecerse al espectacular destello de luz que quizá hayas visto en Piratas del Caribe. Normalmente es una pequeña mancha verde o una franja separada del borde superior del Sol. Los tipos más habituales duran aproximadamente uno o dos segundos, aunque algunos poco frecuentes pueden durar hasta unos 15 segundos.
Aunque el rayo verde suele asociarse al Sol, también puede aparecer junto a los bordes de la Luna y de planetas brillantes como Venus y Mercurio. Estos destellos son mucho más difíciles de observar, pero se han fotografiado.
¿Por qué ocurre el rayo verde?
La luz solar contiene distintos colores, y la atmósfera terrestre desvía cada uno en una medida ligeramente diferente. Las longitudes de onda más cortas, como las del azul y el verde, se refractan más que las largas del rojo. Esta separación de colores por diferencias en la refracción se llama dispersión cromática atmosférica.
Al atardecer, la luz roja y amarilla desaparece primero bajo el horizonte, porque se refracta menos. La luz verde se desvía más y puede seguir viéndose un instante más. La azul y la violeta se refractan aún más, pero gran parte de esa luz se dispersa en la atmósfera. Por eso, el verde suele ser el último color que vemos claramente antes de que desaparezca el Sol. En los tipos más comunes de rayo verde, un espejismo amplía el finísimo borde verde y lo hace visible. Puedes encontrar una explicación más detallada en esta guía científica sobre el rayo verde.
¿Cómo puedes ver el rayo verde?
Es más probable observar el rayo verde cuando:
- El horizonte está despejado y sin obstáculos, como sobre el océano.
- La atmósfera es relativamente transparente, con poca bruma o nubosidad cerca del horizonte.
- El Sol poniente parece especialmente deformado cerca del horizonte, lo que puede indicar diferencias de temperatura favorables entre las capas de aire.
- El Sol está a punto de desaparecer por completo bajo el horizonte.
El rayo verde también puede aparecer al amanecer, aunque generalmente es más difícil de captar, porque hay que saber exactamente por dónde saldrá el Sol.
Advertencia de seguridad: Nunca mires fijamente al Sol brillante ni lo observes con prismáticos, telescopios u objetivos de cámara sin filtros solares. Para observarlo directamente, usa protección visual certificada y filtros solares adecuados.
¿Te interesan otros fenómenos insólitos del cielo? Descubre más efectos astronómicos que puedes observar de día.
¿Cómo funciona la refracción atmosférica?
La atmósfera terrestre está formada por capas de aire de distintas densidades, que normalmente aumentan cerca del suelo. Al atravesarlas, la luz cambia ligeramente de dirección. Nuestros ojos interpretan la luz recibida como si hubiera viajado en línea recta, de modo que los astros parecen estar más altos de lo que realmente están.
El efecto es mayor cerca del horizonte, donde la luz atraviesa una mayor extensión de atmósfera. En condiciones habituales, la refracción puede desplazar un objeto del horizonte hacia arriba unos 34 minutos de arco (0,57°), algo más que el diámetro aparente de la Luna llena.
Así cambia el efecto según la altura aparente del objeto, es decir, lo alto que parece estar sobre el horizonte:
| Altura aparente | Refracción aproximada |
|---|---|
| 0° (horizonte) | 34′ |
| 5° | 10′ |
| 10° | 5′ |
| 20° | 3′ |
| 45° | 1′ |
| 90° (cenit) | 0′ |
Los valores son aproximados. La refracción real depende de la temperatura, la presión atmosférica y otras condiciones.
Un minuto de arco (′) equivale a 1/60 de grado. Para entender mejor estas medidas, consulta nuestra infografía sobre cómo medir distancias en el cielo.
Refracción atmosférica: preguntas frecuentes
¿La refracción atmosférica hace que las estrellas titilen?
Sí, pero indirectamente. Las estrellas titilan porque el aire turbulento cambia continuamente la refracción de su luz y hace que parezcan parpadear. Esto es distinto de la refracción atmosférica habitual, que desplaza sus posiciones aparentes. Aprende más sobre por qué titilan las estrellas en nuestro artículo dedicado al tema.
¿La refracción atmosférica hace que el Sol parezca más grande?
No. La refracción atmosférica habitual suele hacer que el Sol parezca ligeramente aplanado, no más grande. Su borde inferior se desplaza hacia arriba más que el superior.
¿Puede la refracción atmosférica hacer visible un objeto bajo el horizonte?
Sí. La refracción puede desviar hacia el observador la luz de un objeto que está geométricamente bajo el horizonte. Por eso, el Sol puede seguir viéndose brevemente después de que su posición geométrica haya descendido por debajo de él.
¿La refracción atmosférica es más intensa en invierno?
No necesariamente, aunque el aire más frío y denso puede aumentar la refracción si las demás condiciones son similares. El efecto depende de la presión, la temperatura y de cómo cambia la densidad del aire con la altura. Los cambios bruscos de temperatura y las inversiones térmicas también pueden producir una refracción excepcionalmente intensa.
¿Por qué el Sol no siempre sale o se pone a la hora prevista?
Los cálculos de salida y puesta suponen unas condiciones atmosféricas medias y un horizonte nivelado. En la realidad, los cambios de temperatura pueden afectar a la refracción, por lo que la hora observada puede diferir de la prevista en un minuto o más, incluso con un horizonte marino despejado. Las colinas, las montañas y la altitud del lugar pueden causar diferencias mayores. Al planificar con aplicaciones de astronomía, prepárate unos minutos antes de la hora prevista.
¿La refracción atmosférica cambia el color del Sol o la Luna?
La refracción atmosférica puede separar ligeramente los colores, como en el rayo verde. Sin embargo, el conocido aspecto naranja o rojo del Sol y la Luna cerca del horizonte se debe principalmente a la dispersión de la luz en la atmósfera, no a la refracción. Cuando la luz atraviesa un trayecto atmosférico más largo, las longitudes de onda cortas se dispersan más y predominan los colores cálidos.
¿Por qué no desaparece la Luna durante un eclipse lunar total?
Durante un eclipse lunar total, la Tierra impide que la luz solar llegue directamente a la Luna. Sin embargo, la atmósfera terrestre desvía parte de esa luz hacia la sombra de la Tierra y permite que alcance la superficie lunar. A la vez, la dispersión atmosférica elimina gran parte de la luz azul y da a la Luna un aspecto rojizo. Aprende más en nuestra guía de los eclipses lunares.
¿Hay refracción atmosférica en el espacio?
La refracción astronómica necesita una atmósfera u otro medio en el que la luz pueda desviarse por refracción. En el vacío espacial no hay refracción atmosférica. Sin embargo, la gravedad sí puede cambiar la dirección de la luz: es un fenómeno completamente distinto, conocido como lente gravitacional.
¿La refracción atmosférica apoya la teoría de la Tierra plana?
No. Algunos terraplanistas afirman que la refracción atmosférica explica por qué los objetos lejanos desaparecen bajo el horizonte o por qué parece ponerse el Sol. Sin embargo, esas explicaciones no coinciden con la forma real en que la luz se curva en la atmósfera terrestre. La refracción puede elevar la posición aparente de los objetos, pero no elimina los efectos de la curvatura de la Tierra. Encontrarás más pruebas en nuestro artículo sobre 7 formas de demostrar que la Tierra es redonda.
Refracción atmosférica: ideas clave
La refracción atmosférica es un efecto pequeño pero importante que cambia nuestra visión del cielo. Hace que los astros parezcan estar más altos que sus posiciones geométricas reales, aplana el Sol y la Luna cerca del horizonte y nos regala algo más de luz diurna. En condiciones especiales, incluso produce fenómenos ópticos espectaculares, como el rayo verde.
Para observar el cielo, la regla más útil es sencilla: cuanto más bajo esté un objeto sobre el horizonte, más influirá la atmósfera terrestre en su aspecto. Usa Sky Tonight para seguir los astros mientras se mueven por el cielo. Obsérvalos cerca del horizonte para ver la refracción en acción, o a mayor altura para reducir sus efectos.
