Perché il tramonto è rosso?

I raggi solari bombardano continuamente la Terra. Prima di arrivare sulla sua superficie, però, devono passare dallo spazio vuoto attraverso la nostra densa atmosfera, scontrandosi con le particelle che la costituiscono e dando luogo ad una serie di fenomeni che vanno in qualche modo ad influenzare la traiettoria della luce.

Alcuni di questi processi prendono il nome di diffusione (o scattering) perché i fotoni, le onde-particelle di cui è costituita la luce, vengono diffusi per l’atmosfera invece che proseguire sulla linea retta che collega il Sole alla superficie. Sono processi complessi, difficili da trattare anche nei più elaborati modelli atmosferici.

Questi raggi luminosi non sono tuttavia tutti uguali, perché possono avere diverse frequenze che corrispondono a diverse energie. Per intenderci, le diverse frequenze sono quelle che vediamo come diversi colori: il blu ha una frequenza maggiore del rosso e quindi una maggiore energia. Diversa frequenza corrisponde anche ad una diversa interazione con i gas atmosferici. Ogni gas ha infatti le sue caratteristiche, le sue dimensioni e le sue proprietà di legame tra le particelle che lo compongono.

Una caratteristica fondamentale è quanto la particella di gas è grande rispetto all’onda luminosa (alla sua lunghezza d’onda). Più le particelle sono piccole più tendono a diffondere le onde corte, più sono grandi più diffondono le onde lunghe. Per questa ragione, le piccole molecole di ossigeno ed azoto che costituiscono la nostra atmosfera diffondono maggiormente il colore blu, perché corrisponde alle onde più corte che possiamo vedere bene, ed il cielo per noi è blu.

Al tramonto e all’alba la luce solare deve però attraversare uno strato maggiore di atmosfera rispetto al resto del giorno. Questo significa che la maggior parte della luce blu viene rimossa per diffusione prima di arrivare ai nostri occhi, a cui resta principalmente la luce rossa.

Credits copertina: NASA APOD, Stefano de Rosa