Por que o céu fica vermelho e laranja no pôr do sol?

O céu fica vermelho e laranja no pôr do sol porque, quando o Sol está próximo do horizonte, a luz solar percorre uma distância muito maior dentro da atmosfera antes de chegar aos nossos olhos.

Nesse caminho mais longo, as moléculas do ar espalham uma grande parte da luz azul e violeta para outras direções. As cores com comprimentos de onda maiores, como vermelho e laranja, sofrem menos espalhamento e conseguem continuar avançando na direção de quem observa.

Como esse processo acontece?

A luz do Sol parece branca, mas contém vários comprimentos de onda correspondentes a diferentes cores.

Quando entra na atmosfera, essa luz interage com moléculas de gases como nitrogênio e oxigênio.

As moléculas espalham a luz em diferentes direções, mas não espalham todas as cores com a mesma intensidade.

A luz azul, por ter comprimento de onda menor, é espalhada muito mais do que a vermelha.

Por que isso é diferente no pôr do sol?

Quando o Sol está alto no céu, sua luz percorre uma distância relativamente curta pela atmosfera até chegar ao observador.

No pôr do sol, o Sol está próximo do horizonte. A luz precisa atravessar uma camada atmosférica muito maior.

Quanto maior o caminho percorrido, maior a oportunidade para que a luz azul seja espalhada para fora da direção original.

Assim, a luz que continua chegando diretamente aos nossos olhos fica relativamente mais rica em vermelho, laranja e outras cores de maior comprimento de onda.

Por que o vermelho aparece com tanta força?

Entre as principais cores visíveis, o vermelho possui um dos maiores comprimentos de onda.

Isso faz com que ele seja menos afetado pelo espalhamento de Rayleigh causado pelas moléculas do ar.

Depois de atravessar uma longa distância atmosférica, uma proporção maior da luz vermelha ainda pode seguir na direção do observador.

É por isso que o vermelho pode dominar a aparência do céu quando o Sol está muito baixo.

E de onde vem o laranja?

O laranja aparece porque o pôr do sol não é formado por uma única cor.

À medida que a luz azul e violeta são espalhadas, as cores restantes se combinam e podem produzir diferentes tonalidades.

Dependendo das condições atmosféricas, podemos observar amarelo, dourado, laranja, vermelho, rosa e até tons arroxeados.

A composição exata depende do estado da atmosfera naquele momento.

Por que o céu inteiro pode ficar colorido, e não apenas a região onde está o Sol?

A luz que é espalhada pela atmosfera não desaparece.

Ela é desviada em diferentes direções.

Durante o pôr do sol, parte dessa luz espalhada ilumina regiões extensas da atmosfera, enquanto a luz que chega diretamente do horizonte apresenta maior concentração de tons avermelhados e alaranjados.

Por isso, o céu ao redor do Sol e regiões acima dele também podem adquirir cores intensas.

Por que alguns pores do sol são muito mais vermelhos que outros?

A atmosfera não é sempre igual.

A quantidade de poeira, fumaça, aerossóis, vapor de água e outras partículas suspensas pode modificar significativamente a forma como a luz é espalhada.

Quando há uma quantidade elevada de determinadas partículas, a luz pode sofrer espalhamentos adicionais, intensificando ou modificando as cores observadas.

É por isso que dois pores do sol, mesmo no mesmo local, podem apresentar cores completamente diferentes.

Qual é o papel da poeira e da fumaça?

Partículas maiores que as moléculas dos gases podem espalhar a luz por mecanismos diferentes do espalhamento de Rayleigh.

Fumaça de incêndios, poeira atmosférica, poluição e partículas provenientes de erupções vulcânicas podem alterar a aparência do céu.

Em determinadas condições, essas partículas intensificam tons vermelhos, laranjas e rosados.

Em outras, podem deixar o céu esbranquiçado, acinzentado ou reduzir a nitidez das cores.

Vulcões podem produzir pores do sol mais coloridos?

Sim.

Grandes erupções vulcânicas podem lançar partículas e gases para regiões elevadas da atmosfera.

Esses materiais podem permanecer suspensos por bastante tempo e alterar a maneira como a luz solar é espalhada.

Depois de algumas grandes erupções, foram observados períodos com nasceres e pores do sol excepcionalmente avermelhados ou coloridos em regiões muito distantes do vulcão.

A umidade também interfere?

Sim.

Gotículas de água, cristais de gelo e outras partículas atmosféricas podem alterar o espalhamento da luz.

A presença de diferentes tipos e concentrações de partículas faz com que a luz seja distribuída de maneira diferente, modificando as cores e o contraste do pôr do sol.

Por isso, as condições meteorológicas influenciam bastante a aparência do céu.

Por que às vezes o céu fica rosa ou roxo?

As cores percebidas dependem da combinação de diferentes comprimentos de onda que chegam aos nossos olhos.

Quando o vermelho se combina com luz espalhada de outras regiões do espectro, especialmente sob determinadas condições atmosféricas e de iluminação, podem surgir tons rosados, magenta ou arroxeados.

O cérebro também interpreta essa mistura de luz de acordo com a sensibilidade dos nossos olhos às diferentes cores.

O pôr do sol seria vermelho sem atmosfera?

Não da mesma maneira.

A atmosfera é justamente o meio responsável pelo espalhamento que modifica a luz solar antes de ela chegar aos nossos olhos.

Sem uma atmosfera significativa, como acontece essencialmente no espaço, não haveria esse grande caminho de luz através de moléculas e partículas capaz de produzir o espetáculo colorido típico do pôr do sol terrestre.

Por que o Sol também parece mais avermelhado?

Pelo mesmo motivo.

Quando observamos o Sol próximo do horizonte, sua luz atravessa uma quantidade muito maior de atmosfera.

Grande parte da luz azul é espalhada para fora da direção direta do Sol.

Como resultado, a luz que chega diretamente aos nossos olhos fica relativamente mais rica em comprimentos de onda maiores, fazendo o próprio disco solar parecer amarelo, laranja ou vermelho.

Por que nunca devemos olhar diretamente para o Sol durante o pôr do sol?

Mesmo quando parece menos brilhante próximo do horizonte, o Sol continua emitindo radiação intensa.

A atmosfera reduz parte da intensidade que chega aos nossos olhos, mas não torna a observação direta segura.

Olhar diretamente para o Sol pode causar danos à retina sem produzir dor imediata.

A cor avermelhada do Sol não significa que ele deixou de ser perigoso para os olhos.

Em resumo

O céu fica vermelho e laranja no pôr do sol porque a luz solar precisa atravessar uma distância muito maior pela atmosfera quando o Sol está próximo do horizonte.

Nesse percurso, as moléculas do ar espalham principalmente a luz azul e violeta para outras direções. A luz vermelha e laranja, com comprimentos de onda maiores, sofre menos espalhamento e permanece mais presente na luz que chega diretamente ao observador.

Poeira, fumaça, poluição, umidade e partículas vulcânicas podem modificar ainda mais esse processo, produzindo tons que vão do amarelo ao vermelho, rosa e roxo.

Em essência: quanto mais atmosfera a luz solar atravessa antes de chegar aos nossos olhos, mais a luz azul é retirada do caminho direto e mais os tons vermelhos e alaranjados dominam o pôr do sol.