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livello elementare.
ARGOMENTO: METEOROLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: colore, alba, tramonto
Le luci dell’alba e del tramonto hanno spesso un colore molto diverso tra di loro. Sebbene in fondo si tratti dello stesso fenomeno, perché la luce e i colori non si diffondono nella stessa maniera?
Innanzitutto cerchiamo di capire cos’è il colore
Tecnicamente il colore è la percezione visiva delle diverse radiazioni elettromagnetiche comprese nel cosiddetto spettro visibile. Considerando che nessuno di noi ha la stessa capacità di percepire tutti i colori nello stesso modo, ci possiamo domandare come una luce, nel suo insieme bianca, ci viene restituita con diversi colori. Dal punto di vista fisico la luce visibile appare complessivamente bianca se la si considera la somma di tutte le frequenze dello spettro ottico, ovvero di quella parte dello spettro elettromagnetico che cade tra il rosso ed il violetto includendo tutti i colori percepibili dall’occhio umano. La lunghezza d’onda λ è legata al rapporto tra υ (velocità di propagazione nel mezzo) e ƒ la frequenza dell’onda … ovvero dalla relazione:
Senza andare troppo nel complesso, pensate all’arcobaleno, quel fenomeno ottico atmosferico che ci mostra uno spettro quasi continuo di diversi colori nel cielo. Questo evento avviene quando la luce del Sole attraversa le gocce d’acqua rimaste in sospensione nell’atmosfera dopo un temporale. In pratica a causa della dispersione ottica della luce solare che attraversa le gocce di pioggia, la luce viene prima rifratta quando entra nella superficie della goccia, poi riflessa sul retro e ancora rifratta uscendo dalla goccia. La quantità di luce rifratta dipende dalla lunghezza d’onda, e quindi restituisce all’osservatore un colore. A causa di un gioco di rifrazioni la luce rossa appare più alta nel cielo, formando i colori esterni dell’arcobaleno. Newton scoprì che era possibile scomporre i colori della luce usando un prisma. In pratica, l’angolo di rifrazione (più alto nelle alte frequenze, e più basso nelle basse frequenze), variando a seconda della lunghezza d’onda, ci restituisce gamme di colore diverso.
Il colore dei corpi che percepiamo deriva dal fatto che ogni materiale, pur assorbendo tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile, riflette una o più frequenze che, mescolate tra loro, ci restituiscono il colore percepito dall’occhio umano. Un corpo bianco restituisce tutte le frequenze, uno nero nessuna.
Dopo queste premesse, torniamo alla nostra domanda iniziale. I colori delle albe e dei tramonti sono uguali?
Dato che le leggi fisiche restano invariate in entrambi i casi, a parità di condizioni atmosferiche, dovremmo avere albe identiche ai tramonti, ma in realtà questo accade solamente in particolari situazioni come, ad esempio, in mare aperto.
Se invece ci troviamo sulla costa, come appare nelle foto, il colore dell’alba (a sinistra) può essere diverso da quello del tramonto (a destra).
Perchè?
All’alba, il sole attraversa quasi tangenzialmente gli strati dell’atmosfera già sottoposti al raffreddamento notturno, mentre al tramonto gli stessi raggi percorrono la stessa traiettoria nell’atmosfera ma attraverso strati d’aria che sono stati riscaldati durante il giorno. La luce più rossa del tramonto è legata ad una temperatura maggiore dell’aria.
Ma questa non è l’unica causa
Entra in gioco anche la minore o maggiore quantità di polveri in sospensione nell’atmosfera: al mattino queste ultime si possono trovare in parte depositate durante la notte, permettendo alla luce di penetrare meglio nell’atmosfera, mentre alla sera, con le polveri al massimo della sospensione, i raggi solari vengono in parte assorbiti (specialmente nella banda del blu) diffondendo una luce rossastra che diviene poi via via sempre più scura.
Anche l’umidità dell’aria ha un ruolo fondamentale
Se abbiamo un’aria più secca il colore del cielo sarà più rosso. In presenza di aria più umida il colore sarà invece più pallido (sfumato tra il bianco ed il giallo). Dato che normalmente nel nostro emisfero le perturbazioni (almeno alle nostre latitudini) provengono da Ovest, l’aria secca eventualmente presente in quella direzione (verso ponente ovvero in direzione del tramonto) è presagio di bel tempo per le ore successive e ciò spiega il proverbio: “rosso di sera bel tempo si spera“. La saggezza popolare non sbaglia mai.
In mezzo a tutte queste spiegazioni di leggi fisiche di diffusione e rifrazione, entra in gioco anche il nostro occhio, che si adatta diversamente quando la luminosità ambientale è in aumento o in diminuzione (dopo la notte l’occhio è in grado di cogliere molte più sfumature di colori), e il nostro cervello, che interpreta il tutto in modo indipendente, dà percezioni di colore che spesso sono diverse da persona a persona.
Paolo Giannetti
photo credit @andrea mucedola
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entrato in Accademia nel 1977 (Corso SAOREN) ha prestato servizio e comandato numerose unità navali, specializzandosi nel tempo in Idrografia (Idrographic Surveyor di categoria “A”) e Oceanografia con un Master presso la Naval Postgraduate School di Monterey, California. Appassionato divulgatore ha creato Capitan Bitta, detto il “Gianbibbiena”, un personaggio immaginario che racconta con brevi scritti curiosità di nautica, meteorologia e astronomia